1、不合理的熱處理。
碟簧熱處理時(shí),調(diào)質(zhì)處理,由于回火溫度與回火后的冷卻速度不當(dāng)或出現(xiàn)偏差(譬如回火后的冷卻速度過于緩慢),產(chǎn)生高溫回火脆性;熱處理表面出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象,對(duì)碟簧的疲勞壽命產(chǎn)生不良影響,使碟簧的彈性極限和疲勞壽命惡化,有利于促成裂紋的形成。
2、加工產(chǎn)生裂紋。
碟形彈簧由熱鍛加工成型,淬火+高溫回火調(diào)質(zhì)處理,噴丸強(qiáng)化處理表面,整個(gè)加工過程中會(huì)出現(xiàn)碟簧內(nèi)部微裂紋,造成應(yīng)力集中,在使用過程中若負(fù)載過大會(huì)加速碟簧疲勞失效甚至開裂。
3、材料成分的不合理。
成分偏析導(dǎo)致碟簧性能不均勻,例如,60Si2Mn作為碟簧材料時(shí),含Si量偏低,降低碟簧屈服強(qiáng)度,導(dǎo)致零件提前發(fā)生脆變,甚至開裂;含P量偏高,則加劇鋼的脆性傾向和成分偏析;而雜物的存在則分割了基體的連續(xù)性,成為裂紋敏感的區(qū)域,特別當(dāng)分布于零件表面時(shí),容易造成壓力集中,為應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)先選擇了通道。
4、應(yīng)力腐蝕。
碟簧工作時(shí)承受拉應(yīng)力,當(dāng)?shù)尚冻d荷,其內(nèi)部依然保持著殘余拉應(yīng)力,若碟簧長(zhǎng)期工作在酸性液體或濕度較大環(huán)境,在拉應(yīng)力作用下,溶液中的氫發(fā)生聚集,吸附在表面的空穴、腐蝕坑等缺陷處,使表面能或原子健的結(jié)合力降低,局部應(yīng)力集中加劇,當(dāng)裂紋的形核功大于裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí),從而導(dǎo)致環(huán)境脆斷微裂紋的形核和擴(kuò)展,出現(xiàn)微裂紋,導(dǎo)致碟簧過早疲勞失效。
5、長(zhǎng)時(shí)間使用產(chǎn)生材料脆化。
碟簧長(zhǎng)期工作在高溫或低溫的環(huán)境下,其組織緩慢發(fā)生變化,碟簧內(nèi)部組織達(dá)到甚至超出其力學(xué)性能極限,造成脆化出現(xiàn),過快產(chǎn)生疲勞失效。