高品质弹簧钢51CrV4的高温塑性研究

利用Gleeble-3800热模拟机研究了51CrV4弹簧钢的高温力学性能,并采用扫描电镜观察了不同温度区间下51CrV4的断口形貌,结合CCT曲线及J-Mat Pro软件研究了钢种第二相析出规律,分析了不同区域的断裂机理。结果表明,51CrV4钢存在高温脆性区（1350～1284℃）,主要与液膜诱发熔断有关,呈现出熔融断口;存在低温脆性区（904～600℃）,主要与Cr7C3和Fe3C硬质相的析出以及锰硫比的增多降低了高温塑性有关,表现为典型的解理断口。在单一的奥氏体区（1283～905℃）,可获得良好塑性,表现为典型的韧窝断口。

铁路机车用51CrV4弹簧失效分析

采用化学成分分析、组织观察和硬度测试等分析方法,对铁路机车用51CrV4弹簧进行失效分析。结果表明:断簧的化学成分、非金属夹杂物级别和金相显微组织均符合技术规范要求。但弹簧的强度、断口处硬度及疲劳源附近残余压应力值偏低,且存在全脱碳层。此外,弹簧支撑圈和工作圈间因反复接触产生的压痕破坏了表面完整性,易于引发应力集中而导致弹簧疲劳裂纹萌生。在这几个因素综合作用下,弹簧在高频交变应力作用下产生裂纹导致早期疲劳断裂失效。