65Mn 弹簧钢簧片断裂分析

张 涛

（海军装备部，太原 030027）

0 引言

65Mn 弹簧钢具有含碳量高、强度高、硬度大、淬透性好、脱碳倾向小等优点，通常用作小尺寸各种扁圆弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片等[1-4]。厚度1.0～1.5 mm 的65Mn弹簧钢簧片在生产中易产生各种缺陷，如硬度异常、氧化与脱碳、热处理裂纹、氢脆、网状碳化物等。这些缺陷将导致簧片质量不稳定，极大可能造成整批报废[5]，直接影响簧片产品的质量和生产效率。

刘金源等[6]研究了65Mn 弹簧钢盘条的相变组织分析，得出65Mn 奥氏体组织随着冷却速度升高，依次发生铁素体、珠光体和马氏体相变，当冷却速率超过30 ℃/s，钢中组织全部为马氏体[7]，并据此制定了65Mn 盘条的控冷工艺。贾庆雪等[8]指出为了得到高的屈服强度和弹性性能，65Mn 弹簧片的硬度应控制在HRC 46～51，并且要确保晶粒度高于7 级，减少粗大的马氏体组织，因为细小晶粒有助于提升韧性和疲劳极限。杨建菊等[9]分析了GH4169 弹簧片的断裂原因，通过宏观、微观形貌，化学成分等分析得出簧片中的碳化物、析出物以及高温氧化和疲劳是其断裂的重要因素。陈再良等[10]分析了3 件脆性断裂的55CrSi 弹簧钢，结果表明，酸洗和电镀工艺中H 元素渗入高强度弹簧钢基体，在弹簧圈内侧的拉应力作用下发生延迟氢脆断裂。

本研究以断裂的65Mn 弹簧钢簧片（简称簧片）作为研究对象，利用扫描电镜、能谱分析、化学成分分析以及金相显微镜等技术手段，对簧片断口的宏观形貌、微观组织、化学成分及显微硬度等进行综合分析，得出失效机理，确定断裂原因，并提出有效措施以减少断裂失效的可能性。……