60Si2Mn弹簧扁钢崩料断裂原因分析
万正东;彭文屹;杨湘杰;唐小军;陈明
【摘 要】60Si2Mn弹簧扁钢在下料过程中发生崩断现象,采用化学成分分析、显微组织分析、力学性能试验等方法对弹簧扁钢的断裂原因进行了分析.结果表明:弹簧扁钢崩料断裂性质为解理断裂;材料原始组织中存在超标的非金属夹杂物是导致弹簧扁钢发生崩断的主要原因,钢中的非金属夹杂物在外力作用下形成裂纹源,随后在下料过程中受力导致裂纹扩展而发生了崩料断裂. 【期刊名称】《机械工程材料》 【年(卷),期】2009(033)012 【总页数】4页(P94-97)
【关键词】60Si2Mn弹簧扁钢;断裂;解理断裂;非金属夹杂物 【作 者】万正东;彭文屹;杨湘杰;唐小军;陈明
【作者单位】南昌大学,机电工程学院,南昌,330031;南昌大学,材料科学与工程学院,南昌,330031;南昌大学,机电工程学院,南昌,330031;南昌长力钢铁股份有限公司,南昌,330012;南昌长力钢铁股份有限公司,南昌,330012 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
第 33 卷 第 12 期2009 年 12 月械 工 程 材 料for MechanicalEngineering Vol.33 No.12Dec. 2009 60Si2Mn 弹 簧 扁 钢 崩 料 断 裂 原 因 分 析万正东 1 ， 彭文屹 2 ， 杨湘杰
1 ． 唐小军
3 ． 陈 明 3（南昌大 学 1．机电工程学院 ，
2 ． 材料科学与工程学院 ， 南昌 330031 ； 3 ． 南昌长 力钢铁股份有限公 司 ，南昌 330012 ）摘要 ： 60Si2Mn 弹簧扁钢在下料过程 中发生崩断现 象，采用 化 学成分分析 、 显微组 织 分析 、 力学性能试验等方 法对弹簧扁钢 的 断裂原 因进行 了分析 。 结 果表明 ：弹簧扁 钢 崩料断裂性质 为 解理 断裂 ； 材料原始组织 中存在超标的 非金属 夹杂物是导致弹簧扁钢发生崩 断的主要原 因 ，钢 中的 非金 属 夹杂物在外力作 用 下形 成裂纹源 ，随后在下料过程 中受力 导致裂纹扩展而 发生 了崩料断裂。 关键词 ： 60Si2Mn 弹簧扁钢 ； 断裂 ； 解理 断裂； 非金属 夹杂物中图分类号 ： TG142.75文献标志码 ： B文章编号 ： 1000-3738(2009)12-0094-04 Reason
AnalysisforAvalancheFractureof60Si2MnSpringFlatSteel WANZheng-dong',PENG Wen-yiz,YANGXiang-jie', TANG Xiao-jun3,CHENMjng3 (1. Schoolof MechatronicsEngineering;2.Schoolof
MaterialsScience&Engineering,NanchangUniversity, Nanchang
330031,China;3.NanchangChangliIron andSteel Co., Ltd.,Nanchang330012, China) Abstract:Duringthe cuttingprocess,60Si2Mnspringflat steel hadthe avalancheproblem Astudywasconductedtoinvestigate the
60Si2Mnspringflatsteelfracture reasonby meansof chemicalanalysis, microstructure testing andmechanicalpropertiestesting,etc.Theresults showthat the propertyof frac.turewascleavagefracture.In the springflatsteel, there werealarge numberof non-metallicinclusions causedthe
avalancheproblem.Underthe extemalforce, non-metallic inclusions werethe
sourceof crackswhichresulted in the crack propagationandledto avalanchefracture finally. Keywords:60Si2Mnspringflatsteel;
fracture;cleavagefracture; non-metallicinclusion 0 引 言1理化检验硅锰系弹簧钢是 国内用量最大的弹簧钢 ，其 中 又 以牌号为 60Si2Mn 的弹簧钢用量最大 ， 占热轧弹 簧钢总量的 30% 左右‘ 1]，该钢主要用 于制作铁道车辆和汽车悬架弹簧 、铁道线路扣件 、工业弹簧等。 某 钢铁公司根据 GB/T1222-2007 要求 ，采用 电炉熔 炼一LF精炼一连铸一半连热轧机轧制 （ 空冷） 一检验入库 的工 艺 流 程 ， 生 产宽度 为 160mm 、 厚 度 为 40mm 的 60Si2Mn 弹簧扁钢 。 某汽 车板簧厂 在使用该弹簧扁钢下料过程中发生 了原料的崩料断裂现象。为了避免事故再次发生 ，作者对弹簧扁钢崩料 断裂原因进行 了分析 ，为企业改进生产工艺 、 提高产 品质量提供参考 。收稿 日期 ：2008-11-14 ； 修订 日期 ：2009-07-31作者简介 ： 万正东(1980-) ，男 ，江苏江都人，硕士研究生。导师： 杨湘杰教授· 9
4 ． 1.1 化学成分分析 从弹簧扁钢断 口 处取样 ，经砂轮和砂纸打磨去除氧化皮后进行化学成分分析 ，结果见表 1 ，可见断裂弹簧扁钢的成分符合标准要求。表 1 弹簧钢的化学成分（ 质量分数） Tab.1 Chemicalcompositionof
springsteel(mass) %┏ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃条件┃ C si Mn Cr Ni Cu P S┃ ┣ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ GB/T 0.56～1.50 ～0.70 ～≤】 222-2007 0.64 2.00 1.00 O ． 35 0.35 0.25 0.035突测值 0.63 1.50 0.28 0.26 0.19 0.029 0.005┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┛ 1_2断 口宏观形貌分析肉眼可见断 口 表面的微裂纹 由扁钢中心 附近开 始萌发 ，并 向扁钢表 面扩展 ，最终导致崩料断裂 （ 见 图1 ） 。
60Si2Mn弹簧扁钢崩料断裂原因分析
