Deciding the cause of premature failure in railway suspension components

En haverianalys av två bladfjädrar som hade brustit under användning långt innan det förväntade intervallet har utförts. Detta gjordes genom analys i ett svepelektronmikroskop för att fastställa en karaktär på brotten och minska ner antalet bakomliggande orsaker. En slutsats kunde dras att materialet hade lidit av någon sorts försprödning som gav upphov till sprickbildning i korngränserna. Något som vanligtvis bör förekomma när materialet arbetar under sin övergångstemperatur. Denna slutsats gav upphov till att preparera slagseghetsprover för att jämföra materialets förmåga att uppta energi gentemot de specificerade värdena. Detta gav även simulerade brottytor som kunde jämföras med de redan försedda brotten som hade uppstått under användning och likadana simulerade brottytor från friskt material som inte visade på denna försprödning. Tecken visade på att korngränsförsprödning uppstår någonstans i tillverkningsprocessen på en liten halt av de tillverkade bladfjädrarna. Undersökningen blev därför grundad i att hitta bakomliggande orsaker till detta fenomen. Testresultat, mikroskopering och teoristudier tyder på att denna försprödning troligtvis beror på ett fenomen som kallas anlöpningsförsprödning. Ett fenomen som kan uppstå i material med inkluderade orenheter som reagerar med ämnen i materialet under hållning i ett temperaturintervall som förekommer i anlöpningsprocessen. För att motverka detta fenomen kan materialet antingen värmebehandlas på nytt eller så kan risken minimeras genom att säkerställa ett renare grundmaterial med mindre halter av förorenande ämnen.A failure analysis was carried out to determine the characteristics of fractures in two supplied leaf springs which had fractured long before their expected life cycle had come to an end. These fractures were analysed in a scanning electron microscope to determine these characteristics and narrow down the possible causes of these fractures. A conclusion from this analysis could be made that some sort of embrittlement had occurred which caused the fracture to propagate in the grain boundaries of the material, a phenomenon which normally occurs below the material’s transition temperature where lower temperatures causes the material to become brittle. Further tests were carried out to determine the material’s impact energy absorption and to compare it to the specified values. This also provided simulated fracture surfaces which could be compared to the supplied ones which had occurred during use. In the same way, fracture surfaces were simulated from a healthy material which did not show signs of this embrittlement. Studies implied that the grain boundary embrittlement occurs somewhere in the manufacturing process on a small percentage of the manufactured leaf springs. The study became focused on locating the processes which could cause this phenomenon. Test results, microscope analysis and litterature studies all seem to point to a phenomenon called temper embrittlement. This phenomenon can occur in materials where there is a presence of impurities included in the material. These impurities can then react with substances in the material during holding in a temperature interval in the tempering process. This phenomenon can be countered by either reheating the material or by acquiring a purer material with less inclusions of impuring substances