收藏词条 编辑词条 安全阀弹簧断裂分析
创建时间:2008-08-02
安全阀弹簧材料为50CrVA,经860℃油淬,,400℃回火,空冷处理。使用一年多发生断裂,断裂位置在第二圈,即水和水蒸气交界处腐蚀最严重的地方。
弹簧的化学成分、热处理、硬度均符合技术要求,弹簧表面未发现明显的脱碳,心部也未发现石墨碳,说明材质和热处理正常。
根据弹簧断口形貌、裂纹形态及使用工况,弹簧断裂属腐蚀疲劳断裂。
图1
说明:断裂弹簧宏观形貌,断裂位于弹簧的第二圈,该处为使用时水和水蒸气交界处,在水气交界处常为腐蚀最严重的部位。弹簧表面腐蚀比较严重,断口成45°角,形貌较粗糙、模糊,表面有附着腐蚀产物。断口形貌基本上可分为两部分,即裂纹扩展区和瞬断区,宏观断口具有疲劳断裂的特征。
图2
说明:弹簧断口附近取样。在抛光态下可见表面附着许多灰色的腐蚀产物,属氧化腐蚀产物。箭头所指处是表面灰色腐蚀物。
图3
说明:弹簧断口处取样,抛光态下观察。断口附近有几处由弹簧表面向内扩展的裂纹。裂纹有分叉细裂纹。从裂纹具有多源、裂纹内有腐蚀产物、裂纹起源于表面的腐蚀坑处等特征,说明弹簧的裂纹属腐蚀疲劳开裂。
图4
说明:断口附近金相试样,经4%硝酸酒精溶液浸蚀。弹簧的显微组织为回火托氏体。硬度检验为46~48HRC,说明弹簧材料显微组织与硬度均为正常。
图5
图6
说明:弹簧断口扫描电镜图像,腐蚀产物覆盖在断口表面。图5所示为泥状花样特征的腐蚀产物,图6所示为颗粒状腐蚀产物形貌。