弹簧钢【60Si2Mn钢】-17

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图1

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图2

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图3

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图4

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图5

材料名称：60Si2Mn钢
浸 蚀 剂：图1、2未浸蚀；图3、4、5经4%硝酸酒精溶液浸蚀
处理情况：φ12mm热轧钢材冷绕成圆形低压开关过载拉簧，经870℃加热保温后油冷淬火，并于460℃回火
组织说明：脆性断裂。低压开关过载拉簧在试验时，突然断裂，且断成数段。
      图1：弹簧断成多段的形貌和断口情况。从断口可以看出，断裂起始于弹簧内侧表面隙缝处并向里扩展，最后导致断裂。断口极似疲劳断口，但晶粒较粗大，表明弹簧受应力后开裂并迅速扩展。
      图2：于裂纹断口处取样，发现在断裂源有一条粗大裂纹（其内充有氧化物夹杂）自表面向心部延伸，但粗裂纹尾部较圆钝，且有弯曲的细小裂纹存在。
      图3：浸蚀后的情况，粗裂纹两侧有脱碳现象，弹簧表面也有脱碳现象，但较轻微，粗裂纹尾部小裂纹周围基体组织同心部，为回火托氏体。
      图4：粗裂纹尾部的小裂纹扩展情况。小裂纹沿晶界呈弯曲形扩展，两侧组织为回火托氏体。
      图5：过载弹簧原材料的组织，为片状珠光体以及少量呈块状分布的铁素体，在表面有脱碳现象。该处的铁素体含量比基体处多。
      从上述各项试验可知，粗裂纹在热处理前即已存在，因其两侧在热处理时产生脱碳现象；尾部小裂纹则为淬火加热时扩展产生的，故无脱碳现象，且沿晶界分布。过载拉簧在受载荷时发生断裂，原因主要是弹簧表面已存在粗裂纹，造成应力集中。至于粗裂纹的产生原因，经多次抽检原材料，证明原材料表面除稍有脱碳现象外，并无其他缺陷存在。那么为什么会产生粗裂纹并且总是处于弹簧内侧呢？经过进一步检查得知，绕制弹簧的靠模轴直径太小，使钢材内侧在绕制时产生隙缝。因此，该图所示粗裂纹并非裂纹，而是绕制工具欠佳所造成的隙缝缺陷。

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      现场金相/金相复型是江苏纳纪检测技术有限公司的优势检测项目。现场金相复型最早应用于电厂检修，通过分析珠光体球化等来预期老化程度及材料寿命。后拓展应用于石油化工中的现场检测，失效分析、不锈钢的晶间腐蚀及其敏感性等均可通过现场金相复型来完成。
目前常用的检测标准如
GB/T 17455-2008无损检测 表面检测的金相复型技术
DL/T 652-1998 金相复型技术工艺导则
DL/T 884-2004 火电厂金相检验与评定技术导则
ASTM E1351-2001  现场金相复制品的生产和评定标准实施规范
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