55CrSi矩形弹簧的失效形式
摘要：弹簧属于具有弹性的元件，弹簧类的元件时常会被受到非常广泛的应用，它主要用在机械仪表、电器以及交通运输日常生活用品，弹簧类的元件时常被很广泛的涉及。弹簧的形状和种类也是非常的繁多，在实际的生产和应用中弹簧类零件经常会发生各种性能的损失和被破坏的现象这些都非常的普遍，在实际生产中按照在国际的通用的定义是：弹簧零件的失效是指由于某些原因使得弹簧零件失去的相应的功能，对于这样的现象我们把它称为失效。弹簧的失效将会在很多方面带来很多的损失，而且很多的损失将是无可估量的，弹簧的失效所产生的危害可能会远远地超出我们的想象，所以要求相关的从事人员应当要对失效分析进行加强的分析，然后可以进行对弹簧的失效进行相关的预防并使用有效措施。截面形状为矩形的弹簧被称矩型弹簧，矩形弹簧相比于其他的弹簧它的截面积更大，所以可承受的强度也会相比之下更大，它属于一种重型弹簧且弹簧的刚度较大。55CrSi属于一种低碳的弹簧钢，它的淬透性较好，而脆性相比之下较低。但回火的脆性越低，对55CrSi弹簧钢这种材料而言，它的过热敏性很低，因此高温环境下也可以正常的工作。本文的研究目标是：依据
55CrSi矩形弹簧钢丝在绕制时发生了断裂，在断口处的显微镜下可以看出有异常的组织，问题可能出在热处理处，从金相的显微组织中如果发现了白亮的区域，白亮的区域是针状的马氏体，它的硬度可以达到760HV，对于弹簧的失效进行分析，并且要对失效的原因进行分析和判定，然后找到预防的措施以加以预防。
关键词:55CrSi,矩形弹簧，显微组织，失效形式，热处理
The failure form of 55CrSi rectangular Spring
Abstract: Spring and elastic elements are widely used in machinery, instrumentation, electrical appliances, transportation tools and daily living utensils and other industries, is a relatively large basic parts. A wide variety of springs, due to a variety of reasons, spring or elastic elements lost the original function of the phenomenon often occurs, according to the international definition: Spring products lost their specified function of the phenomenon known as failure. The failure of the spring will bring huge economic losses, because the failure of the spring may bring serious harm, so the personnel engaged to strengthen its failure analysis work, and put forward the prevention of spring failure, as well as the adoption of effective technical measures. Spring section shape of rectangular spring is removed as rectangular spring, rectangular spring cross-sectional area is large, absorption of large energy, can be used as heavy, stiffness requirements of the spring. 55CrSi is a low-carbon spring steel, with a good hardenability, reducing tempering brittleness, but the tempering brittleness is low, because 55CrSi overheating sensitivity is low, so can be made in high temperature environment piston spring. The research objectives of this paper are as follows: According to the fracture of 55CrSi rectangular spring steel wire in winding, abnormal tissue can be seen under the microscope at the fracture, the problem may be in heat treatment, the white area is found in the Metallographic microstructure, the white area is needle-like martensite, and the hardness is 760HV. The failure of the spring is analyzed, and the cause of the failure is determined, and effective measures are taken to prevent it.
Key words: 55CrSi, rectangular spring, microstructure, failure form, heat treatment
目录
摘要 1
第一章 绪论 4
1.1本课题的概况 4
1.2弹簧的失效分析及其意义 4
1.3本研究的目的 5
第二章 油泵和油泵弹簧 5
2.1油泵的工作原理: 5
2.1.1吸油和压油的过程 5
2.1.2油量调节 6
2.2油泵弹簧的选材 7
2.3分析油泵弹簧的热处理工艺方法 8
第三章弹簧简介 8
3.1弹簧的种类 8
3.2弹簧的弹性变形 10
3.3弹簧的特性线和刚度 10
3.4弹簧的用途 11
第四章 矩形弹簧的受力分析 11
4.1弹簧的屈服强度 11
4.2弹簧的抗拉强度 11
4.3弹簧的断面收缩率 12
4.4弹簧所受的扭转力 12
第五章弹簧的材料分析 12
5.1冶炼方法 12
5.2表面质量 13
5.3弹簧材料对弹簧失效的影响 13
5.3.1热成型弹簧钢 14
5.3.2冷成型弹簧钢 14
5.4弹簧材料对失效的影响因素 14
5.4.1冶金生产过程造成的原材料的缺陷 14
5.4.2材料表面状态的影响 14
5.4.3弹簧的化学成份及金相组织对失效的影响 15
第六章 弹簧的淬火和回火 15
6.1正火 15
6.2弹簧的淬火与回火 15
6.2.1弹簧的淬火 16
6.2.2弹簧的回火 16
6.3弹簧的热处理对失效的分析 16
第七章 弹簧发生断裂的问题研究 17
7.1从力学性能的角度分析 17
7.2从材料成分和冶炼方面研究 17
7.3从弹簧断口宏观分析 18
7.4从显微硬度测量分析研究 18
7.5弹簧发生断裂失效的原因分析及最终的结论 18
第八章建议的解决措施 19
8.1在材料性能及冶炼制作时要注意的问题 19
8.2在热处理方面出现的问题及解决措施 19
8.2.1抽检回火硬度 19
8.2.2抽检淬火组织 20
8.2.3对弹簧进行形变热处理和喷丸强化处理 20
8.2.4在实际工作存放环境中应注意的要点 21
第九章最后的结论 21
9.1结论 21
参考文献 23
致谢 24
第一章 绪论
1.1本课题的概况
矩形弹簧是油泵中的重要元件，弹簧提供的压力推动柱塞实现油阀门的开启与闭合，对油泵的品质起着重要的作用。本课题对无锡威孚精机弹簧厂抗疲劳实验车间在对55CrSi矩形弹簧钢丝在绕制时发生产中去解决相应的问题。
1.2弹簧的失效分析及其意义
在很多的时候弹簧的失效危害是重大的，对应用和实际生产中造成的损失有时候会将是无可估量的，而且有时候不只是财产，有时候在关键的时候可能会危及到人生的安全，因此相关的从事人员以及企业人员必然会意识到其失效的危害性，相关的从事人员及企业人员应该更加注重弹簧的失效的危害性以及分析并找到失效的原因和对于弹簧失效的解决和预防的措施 弹簧的生产和应用过程中曾一度以易损件对待。因为它的功能多，几乎在所有的工农业、交通运输业和生活用品中都会非常广泛地使用各种各样的弹簧、弹性元件。弹簧元件在用的时候可能非常容易损坏。虽然它在设计的时候，一般会采用优质的特殊弹簧钢材制造，有些弹簧往往会承受高的应力，而且有的会承受交变应力，此外，环境温度及周围的介质对它的影响也是很大的。所以有时候弹簧的失效是难以避免的，弹簧的失效的一般规律是：在薄弱的环节或部位会产生裂纹。然后会扩展，最后造成弹簧零部件的整体失效，此外在弹簧的失效的残骸上总会保留有一些失效过程的相关的信息。失效分析就是对弹簧进行全面、系统、深入细致地分析。要实现对弹簧的失效分析得当，先是要确定弹簧的失效的模式，然后找出失效的外因；最后找到各种可以改进的措施，以防后患，弹簧的失效分析对于企业不断提高弹簧产品质量、可靠度和使用寿命等都是极为重要的手段，也是失效分析的目的。
失效分析不仅是技术活，也与质量管理工作密切有关；材料是弹簧失效分析的物质基础。通过实际的应用中可以发现，弹簧发生失效的原因在很大的情况下，会与所选的弹簧钢的材料有某种重大的联系，对失效进行分析，它的主要的任务是能够更加明确地找出失效的主要的原因和次要的原因并提出改良技术，以防止相关的事故再次发生。
1.3本研究的目的
矩形弹簧是油泵中的柱塞弹簧的重要组成部分,本文根据实际生产实验过程中出现的问题对零件进行一系列的分析与研究，力求找出问题的原因所在，运用所学
知识，查阅相关资料，寻找问题出现的原因并作进一步的分析，找出在弹簧的加工处理过程中的问题所在，然后采取适当的措施进行补救并进行相应的预防，以解决出现的问题。
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