7 月 21 日至 7 月 30 日，辽宁工业大学材料科学与工程学院“砺材鉴析团队” 10 名学生，前往锦州金洋模具制造有限公司开展 2026 年大学生志愿者暑期“三下乡” 社会实践，针对企业安全阀配套 50CrVA 精密模具弹簧早期断裂故障开展失效调研与技术研究，旨在运用材料专业检测技术排查设备安全隐患，为地方制造企业解决实际生产技术难题。
图为团队在实践结束后拍照记录。王斌供图
该企业生产的稳定塔安全阀所使用的 50CrVA 螺旋压缩弹簧，自 2023 年完成更换投入使用，长期接触含有液化气、硫化氢组分的火炬废气，在交变载荷与腐蚀介质共同作用下发生非预期断裂。安全阀属于化工装置关键安全部件，弹簧失效极易引发设备超压泄漏，给企业正常生产带来安全风险。企业技术人员希望厘清弹簧断裂的真实诱因，区分原材料缺陷、加工工艺缺陷以及服役环境带来的不同影响，避免同类故障反复出现。接到企业技术诉求后，在指导教师马胜男、周岐的带领下，“砺材鉴析团队”将课堂失效分析理论与工业现场问题相结合，开启本次实地调研与检测分析工作。
抵达企业现场后，团队成员在企业技术骨干的陪同下走进生产车间，实地勘察弹簧的安装位置、设备运行工况，记录零部件受力状态、接触腐蚀介质类型，采集失效弹簧实物样品。工作人员对失效样品外观开展初步检查，观察到弹簧表面遍布褐色腐蚀锈斑，断裂位置簧丝存在摩擦磨损痕迹，断口表面呈现氧化蓝色，裂纹起源于弹簧表面一处肉眼可见的点蚀凹坑。“弹簧断裂不是一瞬间发生的，腐蚀环境与循环载荷的叠加，会一点点破坏构件的使用性能，现场采集到的每一处形貌痕迹，都是后续分析的重要依据。” 企业现场技术人员向团队成员介绍道。
图为团队成员在企业车间开展实地勘察。王斌供图
完成现场信息采集，团队携带样品返回辽宁工业大学材料科学与工程学院实验室，有序开展系列理化检测实验。实验阶段，成员先后使用体视显微镜观察断口宏观特征，借助扫描电子显微镜观测断口微观形貌，再利用能谱仪对样品表面开展点扫描和面扫描，检测样品元素组成。显微镜观测结果显示，断口位置能够观察到疲劳辉纹，基体内部存在球状氧化物、条状硫化物等冶金夹杂物，弹簧外表面覆盖一层疏松龟裂的腐蚀产物，该腐蚀层无法起到防护效果，反而会加速腐蚀性介质向基体内部渗透。能谱检测在弹簧断口与腐蚀表面检出铁、氧、硫以及少量氯元素，元素组分与企业现场硫化氢火炬废气服役环境相互印证。
图为团队成员使用显微镜观测失效弹簧样品。王斌供图
多组实验数据汇总完成后，团队结合现场工况信息开展综合研判，最终确定该弹簧失效模式属于点蚀诱发腐蚀疲劳断裂：腐蚀性介质在弹簧表面形成点蚀凹坑，凹坑带来应力集中效应，弹簧持续承受交变载荷促使疲劳裂纹萌生并不断扩张，最终造成整体断裂，材料内部非金属夹杂物进一步加快裂纹扩展速度。结合失效机理，团队从原材料入厂复检、表面防护工艺优化、设备定期巡检、材料牌号评估更换四个维度，整理形成完整的失效分析报告与成套改进建议，通过线上研讨会议向企业技术团队完整反馈全部检测结论。
“高校学生把实验室的专业检测能力带到生产一线，帮我们找到了弹簧断裂的关键原因，报告提出的改进方向具备很强可操作性，接下来企业会将相关要求纳入零部件生产制造标准之中。” 锦州金洋模具制造有限公司技术负责人表示。
本次社会实践中，10 名青年学生完整走完从现场工况调研、样品采集、实验室检测到输出技术改进方案的全流程，将材料科学基础、热处理工艺、失效分析等课本知识转化为解决工业难题的实际本领，熟悉金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等大型设备实操方法。队员走出校园实验室，真切接触地方制造业生产真实痛点，对材料专业面向工业安全生产的应用价值建立更加直观的认识。
截至实践结束，团队完成完整的调研报告与失效分析技术文档，搭建起校企技术交流的实践渠道。后续，辽宁工业大学材料科学与工程学院还将持续鼓励学生立足专业特长对接地方企业技术需求，推动产学研实践落地，以青年学生的专业力量助力地方工业高质量发展。