2 综合分析

由上述理化检验结果可知,该断裂气门弹簧的 化学成分、显微组织及硬度符合技术要求,可以排除​因材料选择不当而引起弹簧断裂的原因。断裂弹簧 的宏观形貌中未发现明显的塑性断裂特征,在弹簧 外圈表面也未发现明显的裂纹或擦伤痕迹。断裂气 门弹簧缺口裂纹源处存在明显缺陷,弹簧表面缺陷 处产生存在应力集中,并产生微裂纹,气门弹簧在使 用过程中不断受拉应力和压应力的作用,且弹簧表 面长期承受扭切应力,裂纹不断扩展,最终导致气门 弹簧发生断裂。

由同批次弹簧的 CT检测结果可知,弹簧内表 面有小凹坑,凹坑大多为圆形。判定凹坑的产生与 喷丸工艺有关,喷丸过程导致气门弹簧内圈表面产 生凹坑缺陷,使得弹簧出现应力集中现象,最终造成 气门弹簧断裂。

3 结论与建议

该气门弹簧断裂的原因为:喷丸工艺使气门弹 簧表面存在缺陷,缺陷处极易产生应力集中,在循环 应力的作用下,裂纹萌生并扩展,最终气门弹簧发生 断裂。

建议在弹簧出厂前增加质检工艺,并重点检测​​​弹簧内圈等部位;要求原料供应商增加材料的表面 硬度,提高弹簧在喷丸过程中的抗击打能力;优化喷 丸工艺,注意喷丸流量和时间的选择,调整喷丸 角度。

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<文章来源>材料与测试网 > 期刊论文 > 理化检验－物理分册 > 59卷 > 3期 (pp:42-44)​>