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碟簧失效的原因分析

更新时间:2013-12-11 10:58:59 信息编号:95623
碟簧失效的原因分析
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  1、加工产生裂纹。碟簧(www.aosailuo.cn)由热锻加工成型,淬火+高温回火调质处理,喷丸强化处理表面,整个加工过程中会出现碟簧内部微裂纹,造成应力集中,在使用过程中若负载过大会加速碟簧疲劳失效甚至开裂。

  2、热处理不合理。碟簧热处理时,调质处理,由于回火温度与回火后的冷却速度不当或出现偏差(譬如回火后的冷却速度过于缓慢),产生高温回火脆性;热处理表面出现脱碳现象,对碟簧的疲劳寿命产生不良影响,使碟簧的弹性极限和疲劳寿命恶化,有利于促成裂纹的形成。

  3、碟簧材料成分不合理,导致碟簧性能不均匀,这就是碟簧的选型不符合工况要求或达不到安装所需的密封条件。例如,60si2mn作为碟簧材料时,含si量偏低,降低碟簧屈服强度,导致零件提前发生脆变,甚至开裂;含p量偏高,则加剧钢的脆性倾向和成分偏析;而杂物的存在则分割了基体的连续性,成为裂纹敏感的区域,特别当分布于零件表面时,容易造成压力集中,为应力腐蚀开裂优先选择了通道。(参见关于碟簧材料的选用对其性能的影响分析)

  4、应力腐蚀的影响。碟簧工作时承受拉应力,当碟簧卸除载荷,其内部依然保持着残余拉应力,若碟簧长期工作在酸性液体或湿度较大环境,在拉应力作用下,溶液中的氢发生聚集,吸附在表面的空穴、腐蚀坑等缺陷处,使表面能或原子健的结合力降低,局部应力集中加剧,当裂纹的形核功大于裂纹尖端应力强度因子时,从而导致环境脆断微裂纹的形核和扩展,出现微裂纹,导致碟簧过早疲劳失效。

  5、使用环境的影响。碟簧长期工作在高温或低温的环境下,其组织缓慢发生变化,出现进一步脆化。

  6、法兰面达不到密封的要求,例如划痕、砂眼、变形等现象。

  7、由于热胀冷缩、压力升降、机械振动造成的碟簧预紧力松弛,导致碟簧失效


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