| 廠家： | 華瑞測(cè) |
| 型號(hào)： | SX15 |
| 周期： | 3-7天 |
| 單價(jià)： | 面議 |
| 發(fā)貨期限： | 自買家付款之日起 天內(nèi)發(fā)貨 |
| 所在地： | 廣東 深圳 |
| 有效期至： | 長(zhǎng)期有效 |
| 發(fā)布時(shí)間： | 2023-11-14 08:01 |
| 最后更新： | 2023-11-14 08:01 |
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彈簧進(jìn)行失效分析原因案例介紹及彈簧化學(xué)材質(zhì)表面材質(zhì)測(cè)試 華瑞測(cè)檢測(cè)擁有一套科學(xué)的檢測(cè)、分析設(shè)備，及經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，專業(yè)從事檢測(cè)分析技術(shù)服務(wù)。
針對(duì)開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧進(jìn)行失效分析，
失效件 1 件及若干參考件如圖1，
其中失效件為斷裂失效；參考件為正常件，材料為 SWP-B Per JIS G3522，且表面有 MAGNI 565 鍍層；彈簧是裝在車門鎖里的，與之相連的是塑料的殼體和金屬的上蓋，彈簧設(shè)計(jì)扭矩 3026357 開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧：安裝扭矩42N.mm+/-10%；全行程扭矩 94.7Nmm+/-10%；要求對(duì)斷裂彈簧進(jìn)行失效分析。
圖1 來(lái)樣宏觀形貌（箭頭指向斷口，右圖為參考件）
2. 樣品信息
樣品名稱 | 開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧 |
樣品數(shù)量 | 1 件失效件及若干件參考件 |
材料 | SWP-B Per JIS G3522 |
處理方式 | 表面經(jīng)過(guò)熱處理（應(yīng)力釋放)-->磷化處理(打底)-->電鍍 MAGNI 565 |
3. 化學(xué)成分分析
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) | GB/T GB/T GB/T223.59-2008 | |||||
檢測(cè)結(jié)果(%) | ||||||
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cu |
實(shí)測(cè)值 | 0.83 | 0.20 | 0.52 | 0.020 | 0.007 | <0.010 |
4 硬度分析
檢測(cè)方法 | GB/T 4340.1-2009 | ||||
檢測(cè)設(shè)備 | Instron Tukon 2100B | ||||
測(cè)試件 | 失效件 | ||||
檢測(cè)結(jié)果 （HV1) | |||||
579 | 602 | 613 | 575 | 605 | |
5.宏觀及斷口分析
收到失效開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧1件，出現(xiàn)斷裂在最外圈可能是受力最大的部位，接近彈簧拐角處如圖2箭頭所示部位；斷口污染嚴(yán)重；斷口分為兩部分，相對(duì)平齊。
圖2 斷裂形貌（左圖箭頭指向斷口，右圖箭頭指向斷裂部位）
掃描電鏡下觀察，低倍下斷口形貌如圖 3，斷口污染嚴(yán)重；經(jīng)清洗后斷口形貌如圖 4，斷口分為上下兩部分， 斷口相對(duì)平整，斷面中部有一條裂紋，為上下兩部分?jǐn)嗫诮粎R處；A 處斷面形貌如圖 5 有韌窩特征；B 處斷面形貌如圖 6 有疲勞臺(tái)階及疲勞條紋；C 處斷面形貌如圖 7 有疲勞條紋；D 處斷面形貌如圖 8、E 處斷面形貌如圖 9 均有疲勞條紋；
彈簧表面形貌如圖 10，表面較為粗糙，且表面涂層有被磨掉的現(xiàn)象；在其它表面甚至發(fā)現(xiàn)有微裂紋現(xiàn)象如圖11、圖 12。
圖3 斷面低倍原貌 圖4 斷面經(jīng)清洗后形貌
圖5 A區(qū)斷面形貌 圖6 B區(qū)斷面形貌，有疲勞條紋
圖7 C區(qū)斷面形貌有裂紋、微裂紋 圖8 D區(qū)斷面形貌有疲勞條紋及金屬擠壓現(xiàn)象
圖9 E區(qū)斷面形貌 圖10 彈簧表面形貌，表面粗糙
圖11 表面形貌，有微裂出現(xiàn)， 圖12 表面形貌，有微裂出現(xiàn)，
箭頭指向裂紋 箭頭指向裂紋
6.金相分析
6.1 非金屬夾雜物分析
檢測(cè)方法 | GB/T 10561-2005/ASTM E45-2005 | ||||||
檢測(cè)設(shè)備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M | ||||||
檢測(cè)結(jié)果 （級(jí)別 Grade）如圖 13 | |||||||
Thin A | Heavy A | Thin B | Heavy B | Thin C | Heavy C | Thin D | Heavy D |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
圖13 非金屬夾雜物
6.2 鍍層厚度
檢測(cè)方法 | GB/T 6462-2005 | |||||
檢測(cè)設(shè)備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M | |||||
檢測(cè)結(jié)果 （um）如圖 14 | ||||||
測(cè)量點(diǎn) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 均值 |
磷化層 | 1.9 | 2.0 | 2.3 | 4.5 | 2.8 | 2.7 |
MAGNI 565 | 3.8 | 5.9 | 4.8 | 5.7 | 6.5 | 5.3 |
圖14 表面涂層形貌及表面缺陷
6.3 基體組織分析
檢測(cè)方法 | GB/T 13298-1991 |
檢測(cè)設(shè)備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M金相顯微鏡 |
檢測(cè)結(jié)果 | |
基體組織在縱剖面表現(xiàn)為纖維狀回火馬氏體如圖 15，在橫向剖面則表現(xiàn)為等軸回火馬氏體如圖16，組織正常。 | |
圖 15 縱向剖面組織形貌 圖 16 橫向剖面組織形貌
6.3 缺陷分析
檢測(cè)方法 | GB/T 13298-1991 | |
檢測(cè)設(shè)備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M金相顯微鏡 | |
檢測(cè)結(jié)果 | ||
測(cè)試項(xiàng)目 | 描述 | |
表面缺陷 | 橫向剖面表面缺陷如圖 17，縱向剖面表面缺陷如圖 18；缺陷最深達(dá)10um | |
圖17 橫向剖面形貌，箭頭指向缺陷 圖18 縱向剖面組織形貌，箭頭指向缺陷
7.分析和討論
7.1 失效開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧出現(xiàn)斷裂是在最外圈可能是受力最大的部位，斷口污染嚴(yán)重；
7. 2 掃描電鏡下觀察，斷裂是在彈簧表面開(kāi)始的；斷面有兩部分；
7. 3 失效件及參考件彈簧表面較為粗糙，有些部位有微裂紋；
7. 4 化學(xué)成分符合 SWRS82A 要求；
7. 5 非金屬夾雜物及基體組織正常；
7.6 從服役條件看，彈簧的硬度偏高，增大脆性和疲勞斷裂的風(fēng)險(xiǎn)；
7.7 涂層不均勻，表面有微裂紋等開(kāi)口型缺陷。
8.結(jié)論
8.1. 此開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧出現(xiàn)斷裂屬于扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂；斷裂源于表面缺陷；
8.2 表面出現(xiàn)微裂紋等開(kāi)口型等缺陷，與原材料冷拔態(tài)表面質(zhì)量有關(guān)；
8.3 調(diào)整材料的熱處理工藝，特別是保證中溫回火工藝條件，調(diào)低彈簧使用硬度；也可以更改選材牌號(hào)， 降低含碳量為 0.5~0.7%；
8.4 對(duì)磷化工藝進(jìn)行控制，考慮去氫處理，以及避免由于酸洗不均勻引起的表面缺陷。