50CrVA扭杆断装原因分析
50CrVA扭杆断裂原因分析 FractureAnalysisof 5oCrVA TorsionBar
刘昆鹏，有移亮，张珊，张
（北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191） LIU Kun-peng,YOUYi-liang,ZHANG Shan,ZHANG Zheng
(School of MaterialsScience andEngineering,BeihangUniversity,Beijing 10019l,China)
摘要：对断装的50CrVA扭杆进行断口宏微观观察、金相组织检查、硬度测试及疲劳强度校核。疫劳强度校核结果说明扭转载荷过大是扭杆疲劳断裂的主要原因。材质分析显示扭杆中含有大尺寸富Zn夹杂物，它促进了疲劳裂纹的萌生，缩短了扭杆的疲劳寿命。
关键调：50CrVA；疲劳断裂；扭杆；夹杂物
文献标识码：A文章编号：1001-43812010)08-0005-03
中图分类号：TG142.33
AbstractThefracture reason of the fractured torsion bar of 5oCrVAwas analyzedby fracture surface observation,metallurgical structure observation,hardness test and fatigue strength checking.The re sult of fatigue strength checking showed that the fracture was mainly caused by higher torsion load. Large-dimension inclusions richly containing Zn in the torsion bar accelerated the crack initiation and shortened fatigue life of the torsion bar.
Keywords;50CrVA;fatiguefracture;torsionbar;inclusion
50CrVA是一种典型的弹簧钢，具有韧性好、疲劳强度高、率透性好和热敏感性低等优点。某厂生产的50CrVA汽车用扭杆设计寿命为500万次，在前期对扭杆样件进行扭转疲劳性能测试，结果部分扭杆在循环30万次左右即发生断裂。扭杆尺寸设计如图1 所示，实验频率为2.5Hz，扭转角度为士7°，转换成弧度为0.122rad。
So 68±0.2 108±0.3
图1扭杆尺寸设计
中
Fig.1Dimensional design of torsion ban
1实验
1.1宏观观察
扭杆在工作段1/3长度处断裂，断杆平直，没有发现明显弯曲变形，其宏观照片如图2所示。较长一侧
断杆断口上有尖状突起，与其匹配的断口在体视显微镜下的宏观形貌如图3所示，由图3可见断口表面螺旋状放射花样明显，断口附近无塑性变形，凹陷顶点距断面中心0.5mm左右。
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图2扭杆的宏观照片
Fig.2Macrographof torsionba
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图3断口的宏观形貌 Fig.3Macrograph of fracture