如何設(shè)計實驗確定板簧失效類型? |
時間:[2019/10/26] |
通過對汽車板簧的化學(xué)成分分析,,對斷口處的顯微組織分析等試驗方法,,分析疲勞斷裂件中疲勞裂紋的萌生,疲勞裂紋的擴展,,以及最后斷裂,。 1、失效的汽車板簧用60Si2Mn彈簧鋼制備而成,,在失效板簧本體上取樣做化學(xué)成分分析,,觀察測試結(jié)果是否符合國家規(guī)定的60Si2Mn彈簧鋼標(biāo)準(zhǔn),。 2、觀察板簧的斷口形貌,,尋找疲勞源區(qū),,疲勞裂紋擴展區(qū),以及瞬時斷裂區(qū),。 板簧葉片表面(主要是受拉面)有裂痕,,缺口,凹坑等,,使葉片在受符合時產(chǎn)生應(yīng)力集中,,引起早期疲勞破壞,所以板簧的疲勞斷裂源往往在板簧的表面處,。 在疲勞斷口處還有清晰可見的貝紋線,,此處為疲勞裂紋的擴展區(qū),外觀較為光滑,,主要特征是圍繞疲勞源存在一系列平行的通信弧線,,即為疲勞線。 瞬間斷裂區(qū)外觀較為粗糙,,與靜載斷口形貌相似,。 3、疲勞裂紋的萌生 從宏觀斷口的特征可以看出疲勞斷裂的過程為:局部塑性變形——疲勞裂紋的行車——疲勞裂紋的擴展——瞬間斷裂,。 疲勞裂紋的萌生和擴展過程是疲勞破壞的起始和重要的損傷階段,。金屬所受的交變應(yīng)力的最大值低于材料的屈服強度,,在較低的應(yīng)力下,,材料的變形時局部的,非均勻的,,變形嚴(yán)重的地方抗腐蝕能力低,,顏色發(fā)暗。 微裂紋多在表面形成,,主要原因為:一是因為汽車板簧所受到的載荷使其發(fā)生彎曲變形,,彎曲疲勞時表面變形最大;二是由于表面脫碳強度降低所導(dǎo)致,。 60SiMn彈簧鋼的Si元素可促進滲碳體的分解,,增加脫碳傾向當(dāng)加熱溫度較高,保溫時間較長時,,很容易造成表面脫碳,,位錯與碳化物或夾雜物相互作用,使相界開裂,,與基體剝離,,形成微孔,,微孔合并后形成裂紋源。 4,、疲勞裂紋的擴展 疲勞裂紋的擴展途徑不是唯一的,,可以沿晶擴展,也可以穿晶擴展,。在交變應(yīng)力的作用下,,汽車板簧由于位錯沿著滑移面往復(fù)運動而造成微觀裂紋的萌生和擴展。斷口是不均勻的,,有許多相互連接而與主裂紋相交的小裂紋,,在主裂紋的側(cè)面還有與主裂紋近似平行的小裂紋。在交變應(yīng)力的作用下變形是不均勻的,,也不是同時的,,有先有后,在形成的裂紋擴展的同時又有新的裂紋萌生及擴展,,先擴展的裂紋為主裂紋,,周圍新萌生的微裂紋可稱為生裂紋。 |
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