门锁弹簧断裂分析

汽车门锁弹簧由1Cr18Ni9Ti冷变形钢丝制作。在使用过程中发生断裂。断口用扫描电镜分析后得出弹簧断裂为疲劳断裂。引起弹簧早期疲劳断裂的主要原因是由于钢丝表面处存在夹杂物，在使用时以夹杂物核心形成疲劳源。

图1

说明：断裂弹簧断口低倍形貌。可见裂源位于一侧，箭头所示处。断口上有弧线状的贝纹线，且可看到由裂源处发散的放射状条纹和贝纹线收敛于裂源的特征。除疲劳区一侧外，其余三侧均为具有剪切和撕裂特征的断裂形貌。

图2

说明：疲劳源部位放大图像。该处有一凹坑，其宽度约10μm，深约5μm。放射状条纹由该处发散。在该凹坑处还有一颗夹杂物，经能谱分析证明有氧、铝、硅等元素，说明属氧化物夹杂。由于钢丝表面正好分布有脆性夹杂，这种夹杂脱落后在表面形成凹坑，于是在使用过程中成为应力集中点而形成疲劳源。

图3

说明：弹簧断口疲劳区扫描电镜图像。疲劳辉纹连续且较清晰，其上还有韧窝分布，为韧性疲劳辉纹。对于显微组织为奥氏体的不锈钢通常较易形成疲劳辉纹，且清晰而呈连续性。