弹簧断裂失效分析.docx

测试报告报告编号：绍质测2015-013测试对象 弹簧 委托单位 诸暨市裕荣弹簧有限公司绍兴市质量技术监督检测院1、 本报告无本单位 “测试专用章”无效2、 复制本报告未重新加盖本单位 “测 试专用章”无效3、 本报告无 测试人员、签发 人员 签 字无效4、 本报告涂 改无效 5、 对测试报告有异议，应于收到本报告起十五日内向 我院申请 复验通讯资料地 址：绍兴 市袍江 新 区世纪 东街 17 号邮政编码：312071电 话 ： 8传 真 ： 0投诉：2址：绍兴市质量技术监督检测院测试报告一． 情 况 说 明诸暨市裕荣弹簧有限公司（以下简称裕荣）生产的弹簧，在使用8年 后的一次检修过程中发现断裂为分析该弹簧断裂的原因，裕荣委托我院 对该弹簧进行失效分析，分析其断裂原因二．测 试 过 程一）、失效分析对象描述及作业时间1、失效分析对象：此次失效分析样品如图 1、2 所示，图 1 为裕荣提供的失效弹簧件 图2 为裕荣提供的失效弹簧件的断裂失效断面图 1. 失效弹簧件 图 2. 断裂失效断面2、作业时间：2015年2月25日〜2016年3月15日二）、测试依据：GB/T 1222-2007《弹簧钢》，GB/T 224-2009《钢的脱碳层深度测定法》 GB/T 1239.2-2009《卷圆柱螺旋弹簧技术条件第2部分：压缩弹簧》等。

（三）、测试方法：1、 化学成分分析：按照标准GB/T 1222-2007《弹簧钢》的进行检验、 判定；2、 断口扫描电镜分析：使用扫描电镜观察断口形貌，判断断裂种类3、 金相分析：通过对金相试样显微分析判断断口处与母材处金相组 织；4、 弹簧尺寸测量：使用游标卡尺对弹簧丝直径，弹簧内径，外径和 节径测量三、测 试 结 果（一）、化学成分分析裕荣公司提供弹簧失效工件的化学成分分析结果列于表1从表1可 知，断口附近材料的化学成分符合GB/T 1222-2007《弹簧钢》对牌号 60Si9MnA弹簧钢材料的要求，说明材料性能未发生弱化2表1材料的化学成分元糸硅Si锰Mn碳C镉Cr磷P硫S标准要求1.6 0〜2.000.7 0〜1.000.56 〜0.64<0.35<0.025<0.025失效弹簧1.770.710.560.160.0060.0041判定符合（二）、断口扫描电镜分析使用扫描电子显微镜对裕荣提供的失效弹簧工件断口进行测试分析， 得到断口的扫描电镜照片如图3 所示扫描电镜测试结果表明，断口存在 明显周期疲劳条纹结合断口宏观照片图 2，可判断该断口为弹簧的周期 性疲劳断口图 3. 断口扫描电镜照片（二）、金相分析使用相同抛光和腐蚀参数，在断口边缘和非断口处取样，制成金相试样后拍摄金相照片如图5-6所示（图5 为断口边缘，图 6 为非断口）。

金相显微分析结果显示，断口处的金相组织与非断口处的金相组织一 致且未发现夹杂物故该断裂与弹簧组织无关，与非金属夹杂无关另外， 在断口边缘发现氧化物，这是因为断口处存在锈蚀而造成的图 5. 失效件焊缝截面 图 6. 未失效件焊缝截面用金相法和显微维氏硬度法测试断口附近脱碳层深度用金相法测得脱碳层深度为0.12mm用显微维氏硬度法测得脱碳层深度也为0.12mm, 弹簧硬度47.5HRC,均满足弹簧设计要求图 7 ：失效件脱碳情况（四）、弹簧尺寸测量使用游标卡尺对弹簧丝直径,弹簧内径,外径和节径测量通过测量 发现弹簧丝直径为9.51mm,内径为26.34mm,外径为45.24mm,符合弹簧 设计要求因未该失效工件为弹簧残缺件,无法对该弹簧的垂直度进行测 量,但是该弹簧左右（以断口处线径间距为左,对立侧为右）的线径间距 出现明显偏差（左：2.38mm,右：2.56mm）,说明该失效弹簧件的垂直度 存在偏差结论弹簧的材质化学成分符合GB/T 1222-2007《弹簧钢》对牌号60Si2MnA2 弹簧钢材料的要求弹簧断口和非断口金相组织未发现异常，未发现非金 属夹杂且弹簧表面脱碳满足设计的要求通过断口宏观观察和扫描电镜断 口观测确认该弹簧失效为偏心旋转弯曲载荷下的疲劳断裂。

通过尺寸测量发现同一失效弹簧线径间距不一致，综上所述：该弹簧断裂原因可能是由于弹簧在使用过程中偏心安装导致疲劳寿命缩短引起的（？）测试人员（签名）：专家姓名工作单位职称签名陈纪东绍兴市质量技术服务中心工程师杨建青绍兴市质量技术监督检测院工程师签发日期：报告签发（签名）：。