王艳华, 胡智博, 任国强, 郭泽策

(国家铁路产品质量监督检验中心, 北京100081)

质量控制与失效分析

铁路轴箱弹簧断裂原因分析

王艳华, 胡智博, 任国强, 郭泽策

(国家铁路产品质量监督检验中心, 北京100081)

某铁路轴箱弹簧在服役过程中发生断裂。采用化学成分分析、非金属夹杂物检验、硬度测试、显微组织及表面脱碳层检验、断口分析等方法，对弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明：在服役过程中，弹簧表面存在的不连续凹痕处产生应力集中并形成裂纹源，疲劳裂纹不断扩展，导致弹簧最终发生疲劳断裂。

弹簧；疲劳断裂；凹痕

在某铁路局一级检修时发现，服役中的铁路轴箱弹簧发生断裂，期间走行里程约190 000 km。断裂的铁路轴箱弹簧如图1所示，弹簧材料为51CrV4弹簧钢，加工工艺流程为：加热→制扁→加热→卷制→淬火→回火→磨端面→探伤→喷丸→喷漆→包装。为了寻找该弹簧的断裂原因，笔者从材料、热处理工艺质量和断裂特征等方面对其进行了一系列理化检验及分析。

1 理化检验

按图2所示位置截取试样，其中，1号试样用于断口分析，2号试样用于非金属夹杂物检验、硬度测试、显微组织及表面脱碳层检验，3号试样用于化学成分分析。

1.1 化学成分分析

依据GB/T 20123-2006《钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)》及GB/T 20125-2006《低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法》，对弹簧的化学成分进行分析，结果见表1。由结果可见，该弹簧的化学成分符合EN 10089:2002(E)对51CrV4弹簧钢成分的技术要求[1]。……