摘要：客车在斯里兰卡运行服役半年后，车轮螺母的垫圈产生断裂。 经过宏观微观分析：车轮螺母产生严重的腐蚀，锈迹斑斑，尤其在垫圈部 位，严重的腐蚀导致产生凹坑，性能变差，造成应力集中，并且由于垫圈 的结构复杂、受力状况比较特殊，除了拉应力外，垫圈露出部分还有压应 力存在，因此，在行驶2.6万公里后产生个别垫圈断裂，断裂的裂纹形态是 沿晶裂纹，经综合分析后发现，失效是比较典型的应力腐蚀开裂所致。 车轮螺母从生产——装车——车辆使用——垫圈断裂的过程中， 经历了一年半的时间，从客车正式投入使用到车轮螺母断裂也经历了半 年多的时间，行程2.6万公里(见图一) 。 底特公司的车轮螺母在2011年间，一共发出了22万件，只发生一 起、4件车轮螺母的垫圈产生断裂的情况，车轮螺母垫圈的断裂是个别 的。针对轮螺母的垫圈断裂的情况，组装的第二方作出了断裂垫圈的质量 分析情况和检测诊断报告 

     从以上报告来看，第二方检测分析写明： 断裂的原因主要是热处理工艺不当引起淬火 裂纹。到底是淬火裂纹引起的开裂，还是其他 原因引起的断裂？从下面的逐项分析中可一见 端倪。

     一、断裂的车轮螺母垫圈的实验情况： 这批车轮螺母是安装在客车上，并且在南 亚的斯里兰卡国使用。

     1、车轮螺母垫片严重锈蚀： 斯里兰卡是海岛的环境，气侯条件高温高 湿，产品极易产生腐蚀生锈，从第二方拍摄的 照片来看，损坏的车轮螺母已经产生锈蚀，垫 片处锈蚀更为严重 

     （1）从图二、图三 可见，车轮螺母已经生 锈，其中垫圈部分的锈蚀 更为严重，垫圈的内周已 经看不出表面涂层的颜 色，全部被红锈包围。

     （2）从图四可以看 出，在垫片平面周边一 圈的锈蚀比较严重，且已经形成了左右两个锈蚀凹坑，这些是应力最集 中的地方。其中左边红色的椭圆形的凹坑，椭圆中心联线与圆周形成切向 线条，应力集中的情况略微好一些；而右边红色的椭圆形内的凹坑，椭圆 中心线垂直于圆心，是最薄弱的环节，应力更为集中，断裂就在此处的锈 蚀坑产生。 

    （3）从图五可以更明显地看出，车轮螺母整体产生严重的锈蚀，全部 显示出铁锈红色，并且依稀可见多处部位产生腐蚀的凹坑，腐蚀特别严重。

     2、从金相试验中可以看出： 主裂纹不是热处理裂纹，而是锈蚀应力集中造成的裂纹，分析依据 如下： 

    （1）裂纹开口处类似河口三角洲，多条二次的裂纹在出口处汇总， 说明汇口处是应力集中的地方。

     （2）热处理裂纹是穿晶断裂，而不是下图中反映的沿晶裂纹。 

    （3）从使用时间上看，汽车已使用半年，2.6万公里，如果是热处理 裂纹，在安装时受到应力作用就可能产生断裂，或者刚刚使用、形成的裂 纹就会延伸、扩展，不可能使用半年后再产生断裂。 

    （4）从金相照片来看，组织是以回火索氏体+回火屈氏体为主，组织 分布比较均匀，没有出现成片的不均匀组织，也没有出现大块的游离态的 铁素体，金相组织状况在正常范围内，对照调质钢评级标准，回火组织在3 级左右的范围内，不可能达到5级，说明热处理 加热过程、淬火工艺在常规的工艺范围内（见 图六）。 

（5）从金相照片可见，马氏体经过回火后 形态已经发生变化，形成回火索氏体、回火屈 氏体，图片中没有明显看到马氏体组织，可见 产品经过了一定时间的回火，组织转变比较充 分。 

    3、成分分析： 化学成分经实验后，各项元素全部符合 40Cr的成分要求（见表二） 。 

    4、硬度试验 （1）底特公司对车轮螺母的检测比较规 范，对各项性能认真进行检测，从2011年接连 三个批次的47400个车轮螺母的检测中，硬度 检测在HRC39~44范围之间，达到了技术要求 （见表三，在报告中黑色的HRC代表螺母的硬 度，紫红色的HRC代表垫片的硬度）。其他的几 何尺寸、外观、保载、磁粉探伤等各项性能指标 的数值也达到了技术要求（见表三）。 （2）方盛测试HRC4 8，超过了标准要 求，建议将断裂垫圈送到第三方检测机构重新 检测。