新型不銹鋼具有良好的韌性和成形性。經(jīng)過適當?shù)睦渥冃?、冷處理和時效處理，組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體+析出強化相，可獲得較高的強度。由于其強度高、耐腐蝕性好，已廣泛應(yīng)用于航空、航天等行業(yè)。

　　一、 分析過程和結(jié)果

　　1、斷裂分析

　　對斷裂部位進行宏觀和微觀斷口分析，斷口形貌如圖1所示。

　　斷口宏微觀形貌

　　給出了波紋墊圈的斷裂特征。斷裂位置在墊圈中間，以半斷裂為特征，斷裂邊緣劃傷嚴重。裂紋源位于墊片表面，截面粗糙，呈纖維狀。能譜分析表明，裂紋源區(qū)黑色疏松，氧元素含量高。韌窩是裂紋擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)的主要部位。

　　手動中斷該批未斷裂零件的墊圈，觀察斷口形貌，如圖2所示。斷口呈韌窩狀，韌窩拉長，表面無黑色疏松層。

　　人工骨折的骨折形態(tài)

　　2、機械性能驗證

　　對破損件和完好件進行了硬度測試，結(jié)果見表1。斷裂部位硬度值與完好部位相近，相差僅9hv。

　　對同一批完好零件，按墊片技術(shù)要求進行彈性試驗?？梢?，試驗結(jié)果符合技術(shù)條件的要求。

　　3、金相檢驗

　　斷裂和完好零件的金相檢驗

　　可見，斷裂部位組織與完好部位相同，為馬氏體+殘余奧氏體+析出相，未發(fā)現(xiàn)過熱、過燒等冶金缺陷。

　　4、完好零件外觀觀察

　　根據(jù)對同批次剩余完好零件的外觀觀察，發(fā)現(xiàn)24件中有1件在變形峰值處有微裂紋，表明該批次墊片表面有原始裂紋。具體裂紋形態(tài)如圖4所示。

　　二、 分析討論

　　通過斷口分析，斷口主要呈韌窩形態(tài)，裂紋源位于表面，裂紋向內(nèi)部擴展，組織為馬氏體+殘余奧氏體+析出相，未發(fā)現(xiàn)過熱和過燒現(xiàn)象;通過對同批完好零件外觀的觀察，發(fā)現(xiàn)24件中有1件有裂紋，裂紋擴展方向與墊圈內(nèi)外圓垂直。

　　波紋彈性墊圈的加工流程為備料(冷軋狀態(tài))→下料成形→熱處理→堿煮→壓延→表面處理→包裝。由于墊圈的原材料為冷軋態(tài)，0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不銹鋼具有較強的冷加工硬化傾向。在沖裁過程中，單個零件的至大變形(峰或谷)處會產(chǎn)生表面微裂紋，在熱處理過程中會形成微裂紋，表面被氧化。在裝配過程中，裂紋在拉力作用下擴展，裝配后裂紋進一步擴展直至斷裂。

　　三、 結(jié)束語

　　該批波紋彈性墊圈在安裝后的檢查中發(fā)現(xiàn)有破損

　　1) 斷裂方式為韌性過載斷裂。

　　2) 由于原材料是冷軋的，強度高，在下料時墊圈的至大變形(波峰或波谷)處會形成裂紋。

　　3) 建議適當降低原材料強度，優(yōu)化下料工藝，合理設(shè)置彎曲參數(shù)。