1950MPa级弹簧钢55SiCrA疲劳断口夹杂物来源分析

弹簧的失效模式主要有断裂(折断)、变形(永久应变)和损耗(腐蚀、磨损等)。疲劳断裂是弹簧零部件早期失效的主要形式，具有突发性，往往导致灾难性后果。汽车螺旋悬架簧现主要采用冷卷工艺生产，为满足其1200MPa设计应力要求，弹簧钢丝抗拉强度至少达1900MPa甚至更高。当弹簧钢抗拉强度超过1800MPa时，夹杂物成为制约弹簧疲劳强度相应提高的重要因素，而且其疲劳寿命对夹杂物的尺寸更加敏感。

邢台钢铁有限公司的学者采用SEM-EDS对1950MPa级油淬火钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳断口和弹簧疲劳断口宏观夹杂物的成分及尺寸分布进行检测，借助ASPEXExplorer自动扫描电镜对弹簧钢55SiCrA盘条显微夹杂物成分、尺寸及分布进行检测统计。通过对比发现，疲劳断口宏观夹杂物与钢中显微夹杂物成分近乎一致，表明其主要来源为脱氧产物和钢渣反应产物。并根据断口夹杂物的尺寸分布特点推测此疲劳条件下夹杂物的临界尺寸为20μm，最后指出采用夹杂物的塑性化生产工艺，借助结晶器流场优化提高铸坯表层洁净度是后续改进方向。