影响汽车钢板弹簧使用寿命的几个主要因素

　　理化检验物理分册组织与性能影响汽车钢板弹簧使用寿命的几个主要因素马，甘春瑾。龚宁，董文玲河南省安阳钢铁集团公司。安阳455004使用寿命的几今支要因素，即材料的选择原材料缺陷热处理缺陷使用水平喷丸质量。

　　i引言汽车钢板弹簧是汽车悬架中的弹性元件，需要其有较高的弹性极限和抗拉强度较高的屈服极限与抗拉强度的比值外，接近于1及*大的弹性比功钢板弹箦足在交变应力条件下工作。其尖效形式大多为疲劳断裂。因此要求弹黄钢除必须要保持较高的疲劳强度外，还必须使其具有较好的塑性和初性钢板弹簧面所受应力*大，而疲劳断裂般也兄从工件衣此开始。因此还要求良好的钢经淬火后中温回火，面再经喷丸强化处理。其正常组织为回火托氏本1.在实际使用中，结构相近的汽车悬架系统，其钢板弹簧的使用寿命差只较人，我公司所用1产载又汽车钢板弹簧使寿命般在1父43父104左右，部分钢板弹簧仅为200030001而原装日本进口载重汽车钢板弹簧运行达到6010480104.*高达106以上。为此，我们对多种己定型的国产日本进口载重汽车8151进行对比分析，以找出影响汽车钢板弹黄使用寿命的几个主要闪尜。

　　2影响汽车钢板弹簧使用寿命的主要因素2.1材料的选择在我国弹簧钢标准中。碳素弹贤钢闪淬透性低，较少使用于汽车悬架中；猛钢淬透性好，但易产生泮火裂纹，并有回火脆忭，因此，砧锰钢如6况2阶新型硅锰钢如5.18等在我1应用较广泛。硅锰钢加工成本低，淬透性好，其抗拉强度屈服点和弹性极限高，回火稳定性好。但硅锰钢为本质粗晶粒钢，过热敏感，脱碳倾向大，易产生石墨化。在桂猛钢的基础上加入河，和，等合金元素，其淬透性比原硅猛钢有较大的提高，性和疲劳性能均优于硅猛钢。而铬锰钢淬透性很高，综合力学性能较硅锰钢好，特别是，性较好。使用寿命远高于国产钢板弹簧的日本钢板弹簧的化学成分日本钢板弹簧化学成分。

　　我国弹簧钢标准等效采用日本相应标准故此钢种对应为我国的550逼！。因钢中为强烈的碳化元素，其碳化物存在于晶界附近，能有效地阻止晶粒长大。所以此类钢板热处理1组织为极细的回火托氏体，其强度和硬度高，塑性和初性特别好，冬2，4硝酸酒精溶液侵蚀2.2原材料缺陷2.2.I夹杂我国钢板弹簧般含硅砧较硅使钢几有较好的淬透性和高的回火稳定性，但也易形成硅酸盐类夹杂。在钢板弹簧中常的有3人12，3，2铝娃俊盐。050钙硅酸盐等。此类夹杂塑忭较差，常被视为显微裂纹的发源地3.它对钢板弹簧的塑性和韧性都有定程度的影响，尤其对疲劳强度影响九此外。此类夹杂也是形成带状饥织的主要内因。4.此外，球状氧化物也是4硝酸酒精溶液侵蚀钢板弹簧中常的脆性夹杂，它对钢板弹簧的疲劳强度较砧酸盐蹩夹杂更为肓害，问5.

　　4硝酸酒精溶液侵蚀2.2.2带状组织在原材料中，常因加工或内部夹杂而出现带状偏析，在进行热处理时往往因加热温度不足或保温时间+眵，使原始带状组织保留下来，使钢的力学性能产生各向异性。此外，有带状组织的工件在热处理时易产生变形，并使得硬度不均匀。6为严重4硝酸酒精溶液侵蚀2.3热处理缺陷2.3.I钢板在成材过程中要经多次加热退火，若不采取定的保护措施如采用盐浴炉真空炉加热，涂保护材料控制炉气还原性等，钢板面会产生严重脱碳。脱碳将明显降低钢的萍火硬度耐磨性及疲劳性能。实验明，即使是很轻微的脱碳，也会导致疲劳强度急剧下降，脱碳层深度增加1倍，其寿命约降低1倍。若层发生脱碳，在热处理时面脱碳以不能保证获得奥氏体纟织。快冷时必然发生奥氏体向马氏体转变，形成面裂纹，7.而日本钢板弹簧面几乎无脱碳层。

　　4硝酸酒精溶液侵蚀2.3.2淬火欠热组织在基体中出现保持马氏体位向的回火托氏体，其上有白色的呈网状和针状分布的铁素体这属于洋火欠热组织，8.由于淬火加热温度太低致使网状铁尜体未能溶入奥氏体，此时奥体的成分因扩散不充分而处于不松记状态，淬火冷却时过冷奥氏体发生马氏体相变，回火后得到回火托氏体。

　　由于组织中存作较多的铁尜体，并呈魏组织分布，严重降低钢的力学性能，易使弹簧在使用时发生永久的塑性变形，使其仲用寿命大幅度降。

　　呈网状和针状分布的铁素体500 4硝酸酒精溶液侵蚀2.3.3羽毛状组织若淬火冷却速度缓慢，或大截面的钢材近中心区均有可能形成羽毛状的贝氏体组织。这主要是在等温淬火时，等温温度偏高或分级淬火时熔盐温度偏高造成冷却不足所致3钢板弹簧中温回火厂7，针状马氏体因析出碳化物而成为回火托氏体但贝氏体仍保持淬火时的形态，9.在弹簧钢中出现贝氏体，不仅使钢的强度和硬度降低，而且将影响其疲劳强度闪此。按儿37821984汽车钢板弹簧金相检验标准要求，仅允许在回火托氏体基体上存在少量贝氏体。

　　4硝酸酒精溶液侵蚀2.3.4加热不足淬火冷却，慢呈白色网状铁素体，以及回火托氏体的混合组织。

　　谢兑叫淬火时冷却速度特别缓慢个火形且织应该是洋火马氏体，回火后成为回火马氏体。粹火托氏体和铁尜体在回火，不起作用，故保留来，淬火托氏体中的碳化物呈层片状分布，它与回火托氏体性能灯很大差异平板翻斗两种载重汽车5其使用水平有上述两种情况。结果明，使用水平较高的平板车钢板弹簧使用寿命是使用水平较低的46倍。

　　2.5喷丸质量4硝酸酒精溶液侵蚀为了提高弹簧的疲劳寿命，汽车钢板弹簧在制造中广泛采用喷丸处喷丸处理不仅使弹葑而产生强化层，还能清除弹簧面微小的缺陷和脱碳现象，减少应力集等，而喷丸质量的差印。也处造成钢板弹，使用寿命差异的原因之3结论对于汽车钢板弹簧，建议其材质尽可能选用铬锰弹簧钢和硅铬弹黄钢等合金弹簧钢若采用硅锰弹簧钢，在热处可，应特别注总钢板面脱碳倾向的增加以及发钢的石墨化倾2.3.5回火温度过高，淬火保温时间短当回火温度高于500，时，其组织为回火索氏体此时强度和韧性配合较，但疲劳强度大为下降。淬火保温时间短，使极少量铁素体未能溶进奥氏体，淬火后仍残留在基体中，导致弹簧的硬度和强度不，句1为，火索氏体5代有极少量铁素体。此钢板弹簧硬度仅为38，较标准要求的硬度4147门低。

　　加强对原材料组织的检验，对有大量非金属夹杂和严重带状组织的材料应不予采用。

　　采用合适的热处理工艺，以确保得到正常完善喷丸处理工艺，选用合适的压应力，提高弹黄面，度提岛气驶4的驾驶水平。严禁粗暴驾驶4硝酸酒精溶液侵蚀2.4使用水平汽车钢板弹簧主要受垂直方向的作用力，但同时也受到其他各种载荷的作用纵向和横向水平力及扭矩等。这些载荷随行驶条件和路况等因素而变化。路况与驾驶员操纵水平也是影响钢板弹簧使用寿命的个极重要因素。在平直路面上行驶，载重记在额定载荷内，驾驶只操作，慎的乍辆，其钢板弹簧使用寿命远高尸路况恶劣超载严屯1驶员稂暴驾驶车辆的钢板弹簧。如同年购入日本某品牌l上海1机械制造工艺研宄所。金相分析技术。1.上海上海科学技术文献出版社，1987.2963.

　　12张英会。刘辉航。王德成。弹簧手册叫。北京机械工业出版社。1997.6 3王广生。等。金属热处，缺陷分析及案例1.北京机械工业出皈社。1997.12.

　　会议信息2223日在苏州市人民大会堂举行第届企业家论坛和第届物流工程论坛。

　　欲了解会议具体情况者，可浏览材料与测试网，网址评胃竹。01681.，论坛报名热线01068340834，68931721；联系人田原，孔宪华。