60Si2MnA弹簧断裂分析

rockston

1　情况简介

某厂用宽10mm、厚8mm的60Si2MnA扁钢丝绕制成弹簧，作冲压模具阳模的自动弹起之用。设计要求使用寿命为10万次以上，实际使用不到1000次就大量断裂。弹簧热处理工艺：箱式炉850℃油淬+360℃回火，空冷。最终要求硬度为44～50HRC。

2　原因检查

2.1　化学成分及硬度测试

取失效弹簧进行化学成分分析，结果其主要合金元素及碳含量符合技术条件(GB1222-84)要求。取断裂弹簧测其硬度，中心基体硬度为46.5～47.0HRC。

2.2　断口形貌

弹簧外被烤漆，宏观断口表面细、光洁，呈灰白色，有明显的块状形面及金属光泽，无明显的塑性变形区；断裂源区位于表面缺陷的锐角处，缺陷长3.5mm、宽1mm、深0.5mm。源区平坦，裂纹细小且扩展缓慢；扩展区裂纹呈放射状发展，有明显的放射花样及人字纹(图1)；瞬断区粗糙发亮。对断口进行扫描发现有沿晶二次裂纹，断口微观形貌属沿晶断裂，局部区域有韧窝(图2)。对其它断件的断口进行扫描，微观形貌相同。