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    弹簧钢丝感应加热处理自断失效分析

    来源:/news/39.html  发布时间:2018-12-13

    弹簧钢丝感应加热处理自断失效分析

          12.6 mm感应加热处理(ITW)B55SiCr弹簧钢丝在包装库存状态下自行断裂,钢丝表面呈暗红色,疑似钢丝表面有Fe2O3红锈生成。钢丝生产工艺:盘条酸洗→拉拔→探伤→打磨→拉拔→中频加热→蒸汽氧化→水淬火→中频回火→探伤→上油→收线。

          对断裂弹簧钢丝生产过程、化学成分、宏观组织、金相组织进行分析,在生产过程中钢丝表面经常出现Fe2O3氧化层,B55SiCr化学成分质量分数符合标准要求,力学性能均符合SWI-200要求,显微硬度约为HRC 52.5,基体组织为回火屈氏体和少量碳化物,边缘未见明显脱碳,基体组织晶粒度约9.5级。
          自断钢丝SWI-200材料是某公司生产的SWI系列中抗拉强度等级最高的弹簧材料,抗拉强度最高可达到2 050 MPa,就对氢的敏感性而言,材料强度越高,对氢越敏感。
          ITW钢丝属于感应加热淬火回火连续生产线生产,从生产效率考虑,回火时间不可能很长,无法通过回火将残余内应力彻底消除。钢丝生产完成后,材料进入收线阶段,必须将原来挺直状态的钢丝卷成盘状后包装,相当于增加附加应力,热处理过程中残余内应力和盘状储存产生的拉应力相叠加,材料储存过程中一直处在应力储存状态,在此过程中如遇潮湿环境,空气中水分和电解质(如CO2、SO2、NO2)组成电桥,在微电池效应下,钢丝受腐蚀并伴随析氢反应,氢原子渗入钢丝,向高应力区富集,从而降低了晶界结合强度。自断钢丝表面存在原始裂纹,造成应力集中,裂纹尖端位错露头,更加剧氢的富集,当氢的聚集达到一定程度,局部发生氢脆,在应力和氢共同作用下,材料便发生自断,这种在应力和腐蚀共同作用下引起的断裂,一般定性为应力腐蚀失效。Fe2O3形成过程中产生析氢反应,使钢丝表面产生腐蚀,钢丝在应力和腐蚀双重作用下,产生应力腐蚀,最终发生自断。


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