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第４５卷 第５期金 属 制 品２０１９年１０月 Ｖｏｌ ４５ Ｎｏ ５ＭｅｔａｌＰｒｏｄｕｃｔｓＯｃｔｏｂｅｒ２０１９ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－４２２６．２０１９．０５．０１０６５Ｍｎ弹簧疲劳断裂失效分析周斌斌， 廖 建， 彭 凯（新余新钢金属制品有限公司， 江西 新余 ３３８００４）摘要：６５Ｍｎ弹簧钢丝生产的拉簧服役几个月后发生断裂。
采用ＳＥＭ扫描电子显微镜对弹簧断口表面进行形貌、金相组织等检测，对弹簧断裂原因及断裂过程进行分析。
结果表明，弹簧断口为疲劳失效断口，疲劳源处表面微裂纹是引起疲劳裂纹萌生的直接原因，表面微裂纹则是由不良抛丸工艺造成的。
弹簧厂通过更换新钢丸并降低抛丸速度消除了疲劳性能不符合要求的情况。
关键词：弹簧钢丝；拉簧；疲劳断裂；金相组织；裂纹；失效分析中图分类号：ＴＧ１４２．７１ 文献标识码：ＡＦａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ６５ＭｎｓｐｒｉｎｇＺｈｏｕＢｉｎｂｉｎ，ＬｉａｏＪｉａｎ，ＰｅｎｇＫａｉ（ＸｉｎｙｕＸｉｎｓｔｅｅｌＭｅｔａｌＰｒｏｄｕｃｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｙｕ３３８００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｕｌｌｓｐｒｉｎｇｏｆ６５Ｍｎｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌｗｉｒｅｂｒｏｋｅａｆｔｅｒｓｅｖｅｒａｌｍｏｎｔｈｓ’ｓｅｒｖｉｃｅ．ＴｈｅＳＥＭｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｐｒｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｓｐｒｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｃａｕｓｅｓａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅａｎａ ｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｐｒｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｉｓｆａｔｉｇｕｅｆａｉｌｕｒｅｆｒａｃｔｕｒｅ，ａｎｄｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏｃｒａｃｋａｔｆａｔｉｇｕｅｓｏｕｒｃｅｉｓｄｉｒｅｃｔｃａｕｓｅｏｆｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｉｃｒｏｃｒａｃｋｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｂａｄｓｈｏｔｐｅｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｓｐｒｉｎｇｆａｃｔｏｒｙｅｌｉｍｉ ｎａｔｅｓｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙｒｅｐｌａｃｉｎｇｎｅｗｓｔｅｅｌｓｈｏｔａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｓｈｏｔｂｌａｓｔｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｒｉｎｇｗｉｒｅ；ｔｅｎｓｉｏｎｓｐｒｉｎｇ；ｆａｔｉｇｕｅｆｒａｃｔｕｒｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｃｒａｃｋ；ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ 弹簧作为蓄能部件以实现特定动作或缓冲过程，压簧能在压力变化时压缩和恢复，如汽车减振、自动伞打开动作和冲压设备上的模具簧，拉簧在受拉时积蓄返回原位置的能量，如汽车制动系统的回位簧等，还有扭簧、卡簧等，也是利用弹性能量实现一定的动作或定位。
汽车轮毂单元总成65Mn钢轴系工件断裂分析
彭会霄;王国营
【期刊名称】《河北冶金》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】采用扫描电子显微分析、金相组织分析等方法,对汽车后轮毂单元总成65Mn钢轴系工件在汽车行驶过程中发生断裂的原因进行了分析.结果表明,该工件在表面高频淬火过程中局部产生过热和过烧组织是汽车在行驶过程中轴系工件发生断裂的主要原因.
【总页数】4页(P35-38)
【作者】彭会霄;王国营
【作者单位】河北省冶金研究院,河北,石家庄,050031;河北钢铁集团,石家庄钢铁公司,河北,石家庄,050031
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.4
【相关文献】
1.65Mn钢锁片断裂分析 [J], 杨当友
2.65Mn钢波形垫圈断裂分析 [J], 顾雪波;许涛;熊华;杨朝阳
3.某汽车轮毂单元断裂分析 [J], 耿建峰;郭市浩
4.65Mn钢弹簧片断裂故障分析及制造中的问题 [J], 贾庆雪; 刘连生
5.65Mn弹簧钢簧片断裂分析 [J], 张涛
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65Mn热轧盘条冷拉横裂原因分析
许世熙;邢献强
【期刊名称】《金属制品》
【年(卷),期】1995(021)004
【摘要】对冷拉过程中产生横裂的６５Ｍｎ弹簧钢丝进行了金相，扫描电镜和电子探针分析。
结果表明，横裂原因为盘条碳成份偏析，使组织产生明显的区域性差异，致使盘条在拉拔时形变不协调而产生横裂。
【总页数】4页(P15-18)
【作者】许世熙;邢献强
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG356.21
【相关文献】
1.65MnTi盘条拉拔过程中产生断裂的原因分析及控冷工艺参数的改进 [J], 洪景娥
2.65MnTi盘条拉拔过程中出现为裂的原因分析 [J], 洪景娥
3.65Mn冷硬态螺旋弹簧成型断裂原因分析 [J], 高影;张向东;张秉清
4.铁素体不锈钢冷轧横裂原因分析及工艺改进 [J], 王永胜; 王宏霞; 何敏
5.热连轧低合金钢边部横裂形成原因分析 [J], 雷凯;万佳峰;孙卫华;胡华东
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65Mn 锥垫断裂分析锥垫材料为 65Mn ，加工工艺流程为：板材下料→冲压→淬火（820 ℃± 10 ℃ ，网带炉加热）→回火（ 350 ～380 ℃）→检验（ 42 ～ 47HRC ）→串垫→搓丝→电镀彩锌。
锥垫如图所示，带垫螺栓在装配时 20% ～ 30% 发生锥垫碎裂，致使该批螺栓大量报废。
为了找出断裂原因，从而采取有效的防止措施，进行了如下的检测与分析。
1、理化检测a ．化学成分及硬度取碎裂件和未经串配的锥垫进行成分和硬度复验。
经分析，化学成分（ W% ）为： 0.65C ， 0.22Si ， 1.10Mn ， 0.02P ， 0.011S 。
化学成分符合该材料技术标准。
用砂纸打磨试样表面，测洛氏硬度为 46 ～ 47HRC ，符合技术要求。
b ．金相检验在断口附近取样观察，显微组织为保留马氏体位向的回火屈氏体，奥氏体晶粒度为 7.0 级。
观察过程中未发现原材料存在不允许的缺陷。
c ．断口观察断口垂直于零件纵向，断裂位置表面浅灰色，呈细晶粒状，有冰糖状及鸡爪形特征，具有脆性断裂特征。
2 、失效分析综上检测结果表明，锥垫的碎裂与原材料无关，由断口形态表明，产生沿晶断裂的现象只可能发生在热处理和表面处理工序中，电镀钝化过程中，工件有可能产生氢脆，导致沿晶断裂。
众所周知， 65Mn 钢有过热及回火脆性倾向，断口形貌及金相观察表明，失效试样晶粒细小，组织均匀，不是过热组织。
失效试样回火温度为360 ℃ ,65Mn 钢在此温度下回火有可能产生第一类回火脆性。
尤其是弹簧钢具有明显的回火脆性倾向，钢中加入锰则促进回火脆性的发展。
资料表明：含锰量在 1.1% 时，不论快冷或慢冷冲击韧度都很低，回火脆性倾向增加，所以锰钢是属于对回火脆性敏感的钢。
由此可知，该锥垫碎裂是在回火脆性温度区内回火，产生第一类回火脆性，使锥垫的韧度下降，在酸洗和电镀时，高浓度强酸中的氢原子侵入零件，通常强度级别高的材料比强度低的材料氢脆敏感性大，裂纹发生率也大。
65高碳钢盘条笔尖状断口失效机理研究作者：孙福猛林晏民谢素霞来源：《山东工业技术》2017年第10期摘要：研究分析了65高碳钢盘条拉拔异常断口，断口的宏观形貌呈笔尖状。
对其断口表面和样品纵截面及母材横截面分别进行了扫描电镜及金相观察。
实验认为心部有碳偏析存在，是造成笔尖状断口的主要原因。
关键词：盘条；笔尖状断口；碳偏析DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.0070 前言65钢盘条具有高强度、高硬度、耐磨性等优异的性能，因此广泛用于钢钉、钢丝绳、钢绞线、胶管钢丝、胎圈钢丝、弹簧钢丝等的原料。
盘条在拉拔过程中常出现断线、断丝的现象，严重时使生产无法进行，对产品质量和生产效率带来严重影响。
盘条在拉拔过程中断丝与其表面缺陷、心部偏析和内部组织不正常有关。
国内某线材厂使用的65钢在拉拔加工成钢丝过程中发生断裂，断口呈笔尖状形貌。
此钢的工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉精炼→方坯连铸→铸坯热送→加热炉→高线控轧控冷→精整。
本文通过对此拉拔异常断口进行分析，探讨其形成的原因。
1 实验从二次加工生产企业取回同一批次不同冷拉拔程度断裂的65高碳钢试样，拉拔程度分别为3.50mm、4.70mm、5.75mm笔尖状断口试样各1支及母材试样1支。
检测步骤如下：（1）先对宏观断口型貌进行观察，然后用金相精密切割机分别切下不同拉拔程度的三个试样断口，进行扫描电镜观察。
（2）对每个试样不同位置切取纵截面3个，通过粗磨、细磨、抛光、4%硝酸酒精溶液腐蚀后在光学显微镜下观察拉拔情况，获取有关拉拔过程信息。
（3）对母材的横截面进行金相检测。
1.1 断口宏观形态笔尖状断裂试样典型断口宏观形貌如图1，1号试样拉拔程度为3.50mm，2号试样拉拔程度为4.70mm，3号试样拉拔程度为5.75mm，3支试样断口都呈明显的笔尖型，从试样边缘向心部凸起，且钢材表面没有明显缺陷，因此拉拔断裂原因初步推断为断口由心部向外扩展断裂[1]。
锯片基体专用65Mn弹簧钢板材的开裂控制工艺锯片与锯片基体多采用65Mn钢淬火回火处理以保证其有高的强度和弹性，热处理质量直接影响产品的质量。
目前我国在淬火加热中，大都采用大功率（约600kW）的盐浴炉油淬。
存在的问题是炉温上下不均匀，温差较大，一般都≥20℃，淬火后组织及硬度不均匀，锯片（/）变形较大，时有开裂情况发生。
为此许多厂家采用了不少措施，如改变盐浴电极及多组电极和控制在油中的停留时间，但效果仍不理想。
采用中频感应加热等温淬火工艺有效地解决了盐浴淬火存在的问题。
下面由专门生产锯片、锯片基体、合金锯片基体、金刚石锯片基体的丹阳市华剑工具包装有限公司为您解释一下常规盐浴淬火，产生变形与开裂的主要原因：①加热时间和加热温度不适宜，碳在奥氏体中均匀化不充分，淬火后有铁素体组织而强度不足。
盐浴炉的上下温差一般都≥20℃，锯片从盐浴炉进入油槽，约需15s左右，盐浴炉下部温度合适时，往往上部温度已超过850℃。
温度过高由于热应力增加和淬火组织粗大，容易开裂，此外回火不及时也是导致开裂的主要原因之一。
②锯片淬火加热温度一般为850℃，20#机械油作为淬火介质，通常油温约70℃，由于温度的剧烈变化，工件内的温差以及内部组织的转变，必然产生较大的热应力和组织应力，使锯片翘曲变形。
采用感应加热等温淬火，连续处理100片，实验结果表明锯片加热温度较均匀，锯片不同部位的温差≤12℃。
淬火温度790～820℃，碱浴温度为300℃。
锯片在碱浴中淬火，硬度均匀，变形小。
碱浴不发生物态变化、沸点高，灼热的锯片基体淬火后，不象水油或其它介质那样发生汽化一般不出现蒸气膜阶段和沸腾阶段，各处冷却速度一致，且不会出现软点。
碱浴的冷却主要靠对流和热传导方式，在高温区间由于传导和对流进行地慢，冷却速度极其缓慢，结果使基体的冷却速度大大降低。
基体在300℃时过冷奥氏体处于亚稳定状态，此时取出进入压床加压空冷至Ms点以下，即可得到均匀细小的板条状针状孪晶马氏体，其变形量较小，经过实际现场检测表明平面度≤3mm，经不同厂家装机使用，其使用寿命比盐浴炉处理提高50%～100%。
65Mn弹簧钢拉拔断裂分析改进
徐兵伟;郭新文;丁建国;桑海宁
【期刊名称】《冶金标准化与质量》
【年(卷),期】2024(62)3
【摘要】采用化学成分、力学性能、宏观形貌、金相检验和扫描电镜相结合的方法,对65Mn盘条拉拔断裂的原因进行分析。
样品心部裂纹孔洞处存在严重的Mn、S、P偏析,是65Mn盘条拉拔断裂的主要原因。
同时,硅酸盐夹杂物含量控制偏高,
增加拉拔断裂发生的几率。
通过将中包钢水过热度控制在30℃内、LF精炼炉渣碱度提高到3.5、精炼后软吹时间大于10 min和连铸拉速控制在1.9±0.1 m/min,解决了65Mn弹簧钢心部偏析和拉拔断丝问题。
【总页数】4页(P24-27)
【作者】徐兵伟;郭新文;丁建国;桑海宁
【作者单位】首钢长治钢铁有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.4
【相关文献】
1.65Mn盘条拉拔过程中的断裂分析
2.65Mn弹簧钢簧片断裂分析
3.弹簧钢
55SiCr拉拔钢丝延迟断裂原因分析4.60Si2CrVAT弹簧钢丝拉拔断裂原因分析5.
超高强度弹簧钢SAE9254拉拔过程断裂原因分析
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65号线材拉拔断裂的改进措施
65号线材拉拔中会出现断裂，对其拉拔的断口进行统计后，发线主要断口形貌：
1、杯锥断口：杯锥断口的锥度较大，心部存有“人字纹”。
断丝规格一般在φ2.2-4.5mm，占断裂比例是90%。
2、斜劈断口：斜劈断口大致沿钢丝轴线45°方向撕裂，断口一侧表面有横裂，断丝规格在一般在φ2.5mm以下，占比例6%。
3、平齐断口：平齐断口上有白点，心部光泽暗淡。
断丝规格一般在φ2.5mm以下，占比例4%。
显微分析认为：线材异常组织是产生杯锥断裂的主要原因，轧钢工艺控制不当是造成线材内部组织出现异常的重要原因，连铸坯的中心偏析、缩孔或疏松可以加剧线材心部偏析组织的异常出现。
为此改进措施：
1、炼钢工序要进一步降低钢中气体以及夹杂物的含量，提高钢水纯洁度。
2、连铸工艺以抑制碳偏析为主，严格控制钢水过热度，提高钢水结晶过程的冷却速度，使结晶尽快完成，不使柱状晶发展，消除并减轻连铸坯缩孔、疏松、中心偏析缺陷，同时应避免钢水二次氧化及下渣。
3、轧钢要优化控冷工艺。
防止奥氏体晶粒粗大，开轧温度控制在1000-1050℃；终轧温度控制在960℃以下；吐丝温度控制在850-880℃。
加大风机的风冷能力，抑制先共析铁素体的析出。
盘条强风冷后要保证不少于15s的等温转变时间以提高索氏体组织的含量，应避免盘条出现异常组织并使组织均匀化。
4、增加高碳硬线的索氏体组织检测项目，严格控制高碳线材的内部组织，避免出现不利于拉拔的粗珠光体+网状铁素体组织。
(紫焰)。
65M n环件断裂的失效分析陈 刚 王世付 程德利(马鞍山钢铁股份有限公司) 摘 要 65M n环件装配后发生崩裂,采用断口分析、化学成分分析、金相分析及低倍分析等方法进行了失效分析。
结果表明,环件中存在白点,白点在装配应力和内部氢压的作用下发生滞后扩展,当白点裂纹长大到临界尺寸时,裂纹尖端的应力强度因子达到断裂韧性,从而发生崩裂。
关键词 环件 断口分析 白点 滞后扩展Fracture Analysis of65Mn Steel RingChen Gang Wang Shifu Chen Deli(Maans han Iron&Steel C o.Ltd.) A bstract A65M n steel rin g burs t apart150h after being as sem bled.The fracture was analyzed through fracture s ur-face,com position,microstructure,m acros tructure,calculation an d so on.The res ults showed that there were flakes in the rin g and the hydrogen-in du ced delayed crac kin g was induced in a flake un der the hydrogen press ure and the as sem ble stress.When the flake grew to a critical size and the s tres s intensity factor was up to the fracture tou ghnes s the ring bu rst apart. Key words steel ring fracture analysis flake delayed cracking0 前言 某种65Mn环件过盈装配后,在静置状态下突然发生断裂。
