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弹簧工作环境引起的侵蚀

弹簧工作环境引起的侵蚀
  弹簧工作环境引起的侵蚀
  
  金属材料在腐蚀介质、弹簧工作环境温度或与一些低熔点液态金属、固态金属接触时,常常发生脆性沿晶断裂。
  
  碳弹簧钢、合金弹簧钢、铝合金等材料在腐蚀介质中经常产生脆性断裂。用氢脆产生的沿晶弹簧断口见。
  
  某些高强弹簧钢或合金与-一些液态金属或固态金属相接触时,可能发生脆化,把这种现象称液态或固态金属脆,例如碳弹簧钢、低合金弹簧钢在温度260-815℃范围内与液体锅、、黄铜、锌、锢、涕接触时,可能使其产牛脆断。黄铜、青铜与水银接触,可能产生液态汞脆。铝和铝合金可能被液体惇、钠、锡脆化。镉能使钛合金发生接触镉脆。青铜、黄铜还可能被锡、铅脆化。
  
  液态金属脆的裂纹,通常是多枝裂纹或与主裂纹相连接的网状裂纹,见图9-9
  
  液态金属脆弹簧断口宏观形貌具有明显的缓慢断裂区与瞬断区。
  
  微观弹簧断口多为沿晶弹簧断口,也有穿晶解理弹簧断口。弹簧断口表面土存有低熔点金属。图9-10是飞机上负线接头零件,材料为H62黄铜,板材成形后经汞化处理,然后镀银。镀银后发现在零件孔部开裂。
  
  弹簧断口平整,弹簧断口附近无变形,表面较粗,肉眼可见颗粒状。弹簧断口表而四周为银白色,而后是黄褐色,中心区域为金黄色,见图9-11。
  
  扫描电镜下观察,断口边缘部份被腐蚀产物覆盖,中心区域为沿品弹簧断口,有较多二次裂纹,图9-12。能谱半定量分析结果见表9-3。弹簧断口边缘复盖物主要由银、汞元素组成。
  
  分析结果认定为生产工艺处理不当,零件保留较高的残余拉应力,汞化处理时产生液态汞脆图9-13为30CrMnSiA弹簧钢螺栓,900±10℃油淬和500±20℃回火,表面镀锌,头部涂H61-2黄色磁漆保护,断裂部位在靠近头部螺纹处。宏观断!无塑性变形,开裂从表面开始,瞬断区很小,弹簧断口表面为浅黄色,随后是金黄色,褐色,中心区为深蓝色。弹簧断口为沿品断,见图9-14,能谱分析显示弹簧断口上有大量镉元素存在。分析结果认定为固态镉脆。固态镉脆是镉、温度、应力三个因素共同作用的结果。螺帽是镀镉件;螺栓工作时受紧固拉伸应力与热应力作用:在温度和应力共同作用下,在螺栓镀锌层剥落和不细密处镉沿螺栓晶界渗入,发牛固态镉脆。
  
  黄铜焊锡致脆是一种液体金属致脆现象。黄制是一一种塑性良好的金属,但在170~350℃范围内和焊锡接触,在极低的拉应力作用下即可导致脆性断裂。弹簧断口形态与组织有关,有沿晶弹簧断口,也有穿晶弹簧断口。单一β相黄铜焊锡弹簧断口为沿晶断,见图9-15。

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