在轎車懸架彈簧斷裂的失效模式中，常見的失效模式有脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效、腐蝕疲勞、應力腐蝕疲勞、氫脆等。某車型懸架彈簧按照汽車行業(yè)標準QC/T732乘用車強化腐蝕試驗方法進行整車試驗時，當進行到第68次循環(huán)時（要求100次），發(fā)現(xiàn)車輛右后簧產(chǎn)品斷裂，從彈簧斷裂形態(tài)來看，彈簧于端圈1.7圈處斷裂，外表腐蝕嚴重，尤其在斷裂部位，涂層基本剝離脫落。
對斷裂樣品進行掃描電鏡分析，裂紋源處表面出現(xiàn)明顯塌陷痕跡，并存在裂紋和隨處可見的應力腐蝕花樣，表明樣件疑似受到外界猛烈沖擊凹陷，萌生裂紋源，并在腐蝕環(huán)境下，裂紋逐漸向基體心部擴展，最終瞬間斷裂。對裂紋源附近進行能譜分析，在裂紋源附近檢測到O 含量非常高，而且伴有較多的Cl、Na等工業(yè)鹽類成分的存在，說明斷口受到酸性物質(zhì)的嚴重侵蝕，印證斷口表面嚴重銹蝕這一宏觀現(xiàn)象。各化學成分質(zhì)量分數(shù)均在技術規(guī)范要求范圍內(nèi)，材料符合標準要求。
在斷裂樣件的橫截面上測量樣件平均硬度592～613 HV10，轉(zhuǎn)化為強度約為1960～2020 MPa，符合高強度懸架彈簧鋼絲技術規(guī)范1950～2050 MPa的要求。在樣件斷口附近區(qū)域取樣，表面沒有發(fā)現(xiàn)脫碳現(xiàn)象，材料組織為回火屈氏體，符合圖紙的技術要求。
根據(jù)某轎車企業(yè)場地試驗技術規(guī)范，對新車型進行汽車道路強化腐蝕試驗，采用技術規(guī)范與道路設定及測試流程（循環(huán)次數(shù)100次）。樣件是在高速、高溫、高濕的不同路況，反復循環(huán)腐蝕和礫石沖擊的環(huán)境下進行測試的。
失效樣件斷口宏觀形貌表明，外表腐蝕嚴重，涂層基本剝離脫落；從電鏡微觀分析，裂紋源表面出現(xiàn)明顯凹陷痕跡，并存在裂紋和腐蝕現(xiàn)象，并伴隨有二次裂紋現(xiàn)象。對裂紋源附近進行能譜分析，在裂紋源附近檢測到O 含量非常高，而且伴有較多的Cl、Na等工業(yè)鹽類成分的存在，說明斷口受到酸性物質(zhì)的嚴重侵蝕。金相組織、硬度和化學成分均符合技術要求，通過SEM分析，在裂紋源處未見明顯冶金等缺陷，表明斷裂與材質(zhì)關系不大。
分析汽車道路強化腐蝕試驗條件，樣件是在高速、高溫、高濕的不同路況，反復循環(huán)腐蝕和礫石沖擊的環(huán)境下進行，符合電鏡微觀分析，樣件受沖擊凹陷和腐蝕花樣現(xiàn)象。綜合分析，樣件斷裂的原因是在汽車道路強化腐蝕試驗過程中，表面涂層受到碎石沖擊破壞，脫落后露出鋼基體，在不斷高速循環(huán)腐蝕沖擊下鋼基體初始萌生微小裂紋，并在持續(xù)的循環(huán)腐蝕沖擊下裂紋加速擴展從而導致樣件失效斷裂。
影響涂層的沖擊及防腐性能主要因素為粉末涂裝工藝中前處理質(zhì)量（如磷化膜）和固化條件（如溫度+時間）。經(jīng)過人、機、料、法、環(huán)等條件進行確認。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)該批次產(chǎn)品固化時間不足，造成涂裝粉固化不良是主要原因，此外汽車整車試驗條件與部件檢驗基準不相符，造成問題產(chǎn)品流出市場。
針對上述驗證過程，對粉末涂裝工藝進行多次摸索修訂，特別是對涂層固化條件進行修訂，固化時間延長，使涂裝粉有充分時間進行固化。與汽車企業(yè)協(xié)商，結合汽車道路強化腐蝕試驗條件，修改試驗大綱及相關技術標準，特別是在每批次產(chǎn)品出廠前增加冷凍沖擊試驗要求。
來源：金屬制品行業(yè)
冀公網(wǎng)安備13050002001422號