李燕，赖云亭，王昭，高振华，高潘

苏州热工研究院有限公司 江苏苏州 215004

1 序言

断裂扭簧为逆止阀阀轴处用于助关的弹簧，如图1a所示，其作用是在阀门关闭过程中辅助加快关闭速度，该弹簧型式为直臂扭转弹簧，直臂长度分别为13mm、50mm，长端直臂匹配阀杆联动，为匹配阀杆形状设置一弯角，约150°，扭簧长支臂作用于阀杆上，在阀门开启、关闭过程中，通过该支臂传递力矩，实物图如图1b所示，断裂位置位于阀板开合过程中扭簧的受力位置。

图1 断裂弹簧所在逆止阀

2 试验过程与结果

2.1 宏观检验

图2所示为断裂扭簧断口清洗前后宏观形貌，断口附近存在轻微塑性变形，表面大致分为两个区域：一是平坦区，表面呈亮灰色，可见放射棱线；二是断口表面粗糙区，与平坦区不在同一平面，与扭簧横截面约呈60°，磨损严重。整个断口表面存在大量淡黄色晶体附着物，利用酒精超声清洗后，在体视显微镜下观察断口表面附着物已完全被清洗掉，说明断口表面淡黄色附着物为弹簧断裂后在系统环境中沉积所致，与断裂本身无关。

图2 断裂扭簧宏观形貌

2.2 化学成分分析

利用手持式X射线荧光光谱仪（无法测定C、Si、P、S等轻质元素，光谱检测结果仅供参考）对断裂扭簧进行光谱分析，结果见表1，其主要合金元素含量接近于国标中的05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化马氏体不锈钢。

表1 断裂扭簧光谱检测结果（质量分数） （%）

2.3 金相检验

断裂扭簧取横截面金相试样在金相显微镜下观察，如图3所示。其微观组织为马氏体+少量析出相，且在抛光态下边缘位置存在表面缺陷，最大缺陷深度约为46μm。……