鋼絲繩主要用于起重吊裝及移位操作系統(tǒng)，材料大多采用彈簧鋼，通常較多采用65鋼、65Mn鋼等。在起重吊裝作業(yè)中，鋼絲繩承受表面間斷滾壓、摩擦磨損、間斷彎曲、拉直和拉伸等交變載荷及應(yīng)力作用，常見(jiàn)的失效形式為斷裂。斷裂不僅造成設(shè)備、貨物的損失，嚴(yán)重的甚至釀成事故。因此，深入分析鋼絲繩斷裂的原因及對(duì)策，對(duì)提高其可靠性和工作壽命是十分重要的。

    鋼絲繩磨損成紡錘形磨損面，較對(duì)稱(chēng)，斷裂部位在紡錘面中央處，橫向平齊，鋼絲斷裂根數(shù)不等。掃描電鏡觀(guān)察，斷口與鋼絲軸線(xiàn)近似垂直，磨損面隱約可見(jiàn)弧形海灘花樣，中心區(qū)發(fā)現(xiàn)二次裂紋，和磨損面平行，呈起伏狀。對(duì)稱(chēng)一側(cè)為瞬斷區(qū)，斷口邊緣區(qū)的形貌較粗糙。高倍電鏡下觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，開(kāi)裂和磨損面邊緣區(qū)域金屬流變及層狀裂紋開(kāi)裂密切相關(guān)。觀(guān)察斷裂擴(kuò)展區(qū)形貌，可以看出疲勞輝紋與二次開(kāi)裂明顯裂紋形貌。觀(guān)察瞬斷區(qū)形貌，斷口呈韌窩花樣。

    在部分磨損面區(qū)域發(fā)現(xiàn)橫向裂紋穿透表面，表面被拉開(kāi)，中間較平整，邊緣處呈片狀，部分呈剝離狀，顯示有粘著拉傷痕跡特征。金相分析發(fā)現(xiàn)，磨損面磨損深度約為0.2mm，表層呈白一黑弧形帶狀并向周邊擴(kuò)展，近似于折疊形態(tài)，二次淬火區(qū)呈白色，而黑色區(qū)域?yàn)闊嵊绊憛^(qū)。在縱向試面上，磨損區(qū)呈黑白相間的淬、回火區(qū)，有縱向裂紋和橫向裂紋自表面向內(nèi)擴(kuò)展。在高倍下觀(guān)察，可見(jiàn)白色隱針馬氏體和深色回火馬氏體。

    分析認(rèn)為，鋼絲繩磨損斷裂為疲勞斷裂，開(kāi)裂與磨損表層二次淬火相關(guān)。65鋼鋼絲繩淬火硬度高，而韌性差，在表面摩擦切應(yīng)力和彎曲一拉直交變沖擊應(yīng)力作用下，工件磨損面薄弱處最大疊加應(yīng)力超過(guò)該處斷裂強(qiáng)度萌生裂紋，并最終造成工件斷裂。在電鐿下觀(guān)察到表面出現(xiàn)粘著（拉傷）磨損，磨損層下淬火層很厚，但過(guò)渡區(qū)很窄。這說(shuō)明磨損區(qū)在瞬間出現(xiàn)高熱量，足以熔化表層金屬，熱量來(lái)源于高應(yīng)力下的摩擦熱或表層金屬應(yīng)力致熱。鋼絲繩表面在高溫和應(yīng)力下部分金屬流變邊緣處出現(xiàn)層狀剝離。另外，有部分金屬與滑輪等配合面在高溫下出現(xiàn)熔合，又在運(yùn)動(dòng)和應(yīng)力下被拉開(kāi)，產(chǎn)生剝落，使齒面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。鋼絲繩表面白色光亮淬火馬氏體層很薄，但硬度高達(dá)67.5HRC，并且較厚，約為0.24mm，這種硬脆組織易開(kāi)裂剝落，其抗拉伸疲勞、彎曲疲勞抗力很低。由上分析可知，鋼絲繩與滑輪在高載荷加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，很難同步協(xié)動(dòng)滑行，其滑動(dòng)摩擦劇烈，并使工件表面在高交變彎曲一拉直與沖擊應(yīng)力下發(fā)生層狀剝落開(kāi)裂和嚴(yán)重磨損失效。

    綜上分析可知，鋼絲繩表面高速重載不正常劇烈滑動(dòng)摩擦造成工件表面二次淬火，并導(dǎo)致表層裂紋斷裂，為防止上述缺陷失效，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

    （1）鋼絲繩工作運(yùn)行中，應(yīng)盡量控制在均速和正常應(yīng)力下工作，避免超載高速劇烈滑行造成表面二次淬火，引發(fā)表層裂紋斷裂失效。

    （2）采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熱處理，提高鋼絲繩熱處理質(zhì)量，使工件疲勞強(qiáng)度（彎曲疲勞、拉伸疲勞和磨損疲勞）提高，減少表面裂紋發(fā)生，提高工件工作壽命。

    鋼絲繩采用上述工藝改進(jìn)措施后，斷裂缺陷不見(jiàn)了，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良，滿(mǎn)足了技術(shù)要求和生產(chǎn)需求。更好的是此工藝適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)，可以較大的提高工人的工作效率。