车辆悬架螺旋弹簧断裂失效行为研究

目的 判定车辆悬架螺旋弹簧失效的原因,提出改进措施.方法 通过分析和测试其化学成分、氢含量、非金属夹杂物、力学性能、金相组织、断口形貌等,研究车辆悬架螺旋弹簧的失效行为.结果 试件弯曲变形内侧的剪切应力值最大,容易引起应力集中.材料最后断裂区为韧窝和沿晶的混合断裂,且断后伸长率偏低.喷丸并未完全去除脱碳层及表层的其他原始缺陷,表层形成疲劳缺陷的可能性增高.喷丸造成螺旋弹簧表层存在较深的凹坑,凹坑边缘形成明显凸起棱边,引起应力集中,且材料表层存在折叠缺陷.在循环应力作用下,凹坑处折叠缺陷端部首先成为裂纹萌生点,在循环应力作用下,裂纹持续扩展,最终疲劳断裂.结论 减小钢丸粒径,降低喷丸压力,以避免过深的凹坑及尖锐的凸起棱边,并适当增加喷丸过程的表层去除深度;调整热处理工艺,适度降低材料强度、提高韧性,使断后伸长率大于10％.改进轧制工艺,消除材料的折叠缺陷,加强材料缺陷检测.