38CrMoAl钢液气弹簧活塞杆断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对38CrMoAl钢液气弹簧活塞杆断裂样品进行检测。结果发现,断口呈快速断裂的放射状条纹特征形貌,表明该失效件断裂速度快。活塞杆末端外圆存在数条圆弧状表面裂纹,推测该处受到外力作用的高速撞击,使得法兰端承受极大的弯曲应力,最终在应力集中最大的凹槽部位产生断裂。断口剖面显微组织检测发现,法兰端存在两处凹槽,由靠近杆部的第一凹槽产生断裂。实测第二凹槽倒圆角半径R极小并产生表面裂纹,表面裂纹两侧渗氮层明显加深,表明该表面裂纹形成于渗氮处理之前,属于调质处理过程形成的淬火应力集中开裂,由此推断第一处凹槽同样存在应力集中开裂倾向。断裂源区存在表面裂纹及表面剥落,表面渗氮层脆性大。杆部外圆存在表面脱碳层,并产生脆性针状氮化物。样品表层及心部的显微组织为粗大马氏体位向的回火索氏体,基体组织为粗大过热组织,材料强韧性比正常晶粒组织显著降低。