软板失效分析，镀锌件的盐雾试验

断口分析

对扭簧断口进行超声清洗后,在扫描电镜下观 察其微观形貌,结果如图4所示.可见断口明显分 为两个区域:A 区为瞬断区,表面有韧窝特征;B 区 有海滩状辉纹,为典型疲劳断口特征[3].从图4a) 中位置1和2可见,疲劳裂纹源起始于扭簧表面[4],当裂纹扩展至扭簧中心部位时,又分为两个疲劳源 继续扩展(位置3和4),直至扭簧发生瞬断.

1．6 金相检验

对扭簧的圆周截面及轴向截面分别取样,利用 金相显微镜观察其显微组织.由图5和图6可知, 扭簧内表面存在大小不一的凹坑缺陷,凹坑大深 度约为60μm,组织为马氏体＋析出相,轴向截面上 的析出相呈带状分布.

2 分析和讨论

该断裂扭簧的化学成分、力学性能及硬度均符 合相关标准的技术要求,其显微组织为马氏体＋析 出相,未见异常,可以排除由于扭簧簧丝材料不合格 引起的断裂.

在扭簧表面发现有沿轴向分布的划痕和拉丝, 而扭簧对表面缺陷十分敏感,表面缺陷的存在会降 低其使用寿命[5G6].GB/T24588－2009 中明确规 定簧丝表面不允许存在上述表面缺陷.在随后的金 相检验中也观察到扭簧圆周截面及轴向截面存在多 处 大 小 不 同 、深 度 不 一 的 凹 坑 ,凹 坑  大 深 度 达60μm.唐刚[7]的研究结果表明,疲劳裂纹的形成 主要是由于在交变载荷作用下金属表面出现了不均 匀的滑移,因此疲劳裂纹常产生在构件表面,构件的 表面质量对其疲劳寿命至关重要.扭簧表面的划痕和拉丝缺陷通常是拉拔时模具的孔不光洁或润滑不 良导致的.卷制簧丝时,卷制机的滚轮、导丝杆、顶 杆等工具表面若长时间使用而得不到维护或更新, 也会在簧丝表面形成拉丝.受电弓受流时弓头快速 振动,对扭簧的疲劳性能要求极高,因此要求扭簧表 面质量必须符合技术要求.

该扭簧的断口呈典型疲劳断裂特征,疲劳源位 于簧丝表面,在受电弓受流过程中,由于频繁吸收和 缓冲弓网动态耦合作用下的交变载荷,扭簧缠绕部 位产生弯曲应力,裂纹逐渐形成、扩展直至发生断 裂.表面质量不合格导致扭簧承受复杂应力的能力 下降,加速了该断裂过程.