案例 板簧的失效分析讲解

金相检验主讲人：白培谦板簧的失效分析案例失效造成的损失是非常巨大的引发的事故往往是灾难性的全球每年由于失效造成的损失上万亿美元，某汽车公司失效索赔去年超过3亿元。飞豹战机坠落起重机吊臂断裂驾驶室翻转油缸断裂推力杆断裂引起翻车失效案例的分析为寻找失效原因，避免事故重复出现，改进质量水平和提高可靠性有着重大意义。失效案例的分类整理对不同专业和岗位有着指导作用。失效来源材料缺陷装配失误设计加工不当使用不当工艺分析失效六项来源板簧在车身中的位置按故障部件统计故障反馈（数据统计期：抽取反馈200件断裂件）故障类型故障数比例脆性断裂1200.60疲劳断裂600.30磨损160.08其他40.02脆性断裂、疲劳断裂占板簧故障类型的90.0%，为主要的失效模式，可能是材料、硬度、微观组织和板簧装配和使用过程中螺栓松动等因素造成。DMAICDMAIC板簧改进项目主要解决以下两类失效问题Y

失效率Y1脆性断裂Y2疲劳断裂转换转换DMAIC项目组进一步查找板簧断裂模式的原因，又可将Y1和Y2进一步分解，将市场指标转换为内部流程指标。Y1脆性断裂Y1-1硬度（强度）高Y1-2组织粗大Y1-3中心孔断裂Y2疲劳断裂Y2-1硬度（强度）低Y2-2表面脱碳Y2-3表面残余压应力因此需要从流程指标来进行测量、分析、改善和控制MDAIC潜在的XX1：淬火温度X2：回火温度X3：喷丸质量将X1、X2、X3在分析阶段验证因为组织、硬度及表面脱碳不是影响板簧失效的末端因子，并且已将这3个因子转化成小y做研究。FEMA筛选快赢ADMIC现场抽查，前轴拧紧力矩为270N.m，符合岗位作业指导书规定力矩范围。ADMIC淬火温度淬火炉温度/℃晶粒度结果9207G9307G9506G9706G9905G10104B10204B10303B10502B10701B备注：组织粗大的评定参照晶粒度级别，板簧组织以5-8级为优。结论：计数和大于5，表明组织粗大与淬火温度存在明显关联，即淬火温度是影响板簧断裂的有效因子。ADMIC喷丸质量裂纹源经现场排查，发现多数断裂板簧裂纹源均在板簧受拉面与自由弧度边长的过渡处，即沿板簧长度方向的棱边处。从板簧制造工艺流程分析，该处形是喷丸过程中不易控制的“盲区”。ADMIC喷丸表面采用自由喷丸，板簧受拉表面丸粒痕迹大小不一，凹凸明显，覆盖率达95%，棱边处覆盖率较低，改善成果不显著。结论：采用预应力喷丸，板簧表面丸粒覆盖率较高，且分布均匀。IDMAC根据板簧组织以5-8级为优，推荐板簧淬火温度890℃，淬火炉温应高于板簧温度，入油前板簧温度保持在850℃-890℃，加之热损耗，因此为保证板簧淬火时组织完全转变，淬火炉温度下限应不低于920℃。为防止板簧组织过热，淬火炉温度应低于990℃。CDMAI输入输出流程规格(上限,下限,目标)测量系统抽样频次控制方法反应计划淬火温度(X1)Y1-2组织粗大5-8级为佳显微镜每周在某公司板簧标准添加晶粒度及测试方法1发布板簧标准2定期检测回火温度(X2)Y1-1硬度高Y2-1硬度低409-465HB硬度计每周修改公司标准中硬度标准，添加冲击功概念及测量方法1发布板簧标准2定期检测喷丸质量(X3)Y2-3残余应力棱边150-20