螺栓断裂分析--求助

青子衿

电镜图上也可以明显的看出为沿晶断裂，沿晶断裂一般为脆性断裂，而该螺栓常理为塑性断裂，进一步支撑我过烧的观点

青子衿

建议看一下金相组织，从断口形貌来看，有点像过烧！

西渡高速钢

    该螺栓头部断裂，是常见的失效现象之一，可以肯定，不是你所认为的氢脆所致。氢脆一般表现在钢材内氢含量较多并形成聚集，俗称“白点”断口，一般在大工件的体内。
    而这断口裂纹表现在螺栓头颈部表层，断口宏观形貌表明属于多源裂纹萌生后发生的断裂事故。
    裂纹源发生处多为沿晶断口（电镜下观察），并伴有次生裂纹。属于载荷应力超出材料强度所致。
   
    该螺栓断裂，应该还有螺杆一侧的断口，宏观观察，对应裂源部位，应该会发现轻微的颈缩现象，这可以进一步佐证应力超出材料强度所致。问题是，应力如何超出材料强度？这是需要考察的重点，可能原因如下：
    1、目前螺栓头部冷镦成型，已经有大量试验及实践证明，冷镦头部强度比热镦头部强度好，故采用冷镦方式成型六角头应该是排除的；
    2、螺栓的装配，情况就复杂了，可以有多方面因素导致安装过程的“假紧”现象，它们可能是：
      A、螺栓头部弯曲，安装时，扭矩力达到安装要求，但实际作用力不是沿颈部圆周均匀分布，而是局部较大，在使用中进一步受负荷的影响，出现多源萌生裂纹导致失效；
      B、螺栓孔中心轴线不正，使螺栓安装完毕，颈部侧向受力较大，工作中萌生裂纹导致失效；
      C、螺孔内螺纹和螺栓外螺纹配合不理想，导致安装扭矩力达到安装要求，但实际螺栓颈部安装力并未达到，使被连接的两面处于“假紧”状态，工作中。存在间隙并反复啮合、冲击，使颈部材料萌生裂纹而失效；
      D、其它。

    总之，该螺栓断裂失效，应该重点查找螺栓安装出现“假紧”的证据，可通过螺栓头部贴合面的痕迹观察，断口宏观形貌的研究分析，螺栓杆部断口及颈缩特征观察，螺孔加工情况观察，螺栓与螺孔安装原样观察以及配合适当的金相组织观察，可以更科学地判断。
    一定要注意保护失效后的螺栓与螺孔的装配，千万别轻易取出螺栓！
    如还有什么不明之处，请及时互动交流。

zhouxing321

断裂螺栓材料为上海宝钢ML42CrMo，M14*1.5-50，发动机飞轮螺栓（螺栓根部倒圆角），断裂情况都是掉头，使用了100h到250h断裂
冷镦成型，调质后磨外圆，滚压螺纹后磷化
拧紧情况：60NM预紧+160°（±5°）
因为是飞轮螺栓，在离合器内部，应该不会有机油或者其他的杂物
断口金相图片如下：







电镜照片如下：







初步怀疑是氢脆导致，但是由于螺栓是磷化，氢脆倾向较小，而此工艺的痛类型螺栓都没有出现此问题...
求助高手解疑

补充第二个试样图片











补充六角头部的金相照片，不过抱歉，具体部位无法描述了....













11月22日氢含量试验结果出来了


试验方法、判断标准按照GB/T223.82-2007

一共送样4根

三个正常螺栓试样，分别为：0.0011，0.0013，0.0011；(H%)
断裂的螺栓氢含量：0.0022；

因为还没有查到GB/T223.82这个标准，还无法判断，但是从数据上是否能说明是氢脆问题呢？

guangminli

磷化会经过酸洗，也是会使螺栓产生氢脆风险的

leomet

淬回火鋼>HRC35 就有氫脆風險. 硬度越高風險越大. 為了杜絕此風險, 美國有些汽車大廠, 底盤零件 用噴砂+粉体塗裝防蝕.
完全不讓零件有機會接觸到酸(氫).

hawkch

zhouxing321 发表于 2012-11-22 09:45
氢含量试验结果出来了

看资料，氢含量在0.0005-0.001%以上就有可能发生氢脆，照这么说，你这氢含量高了去了--《从失效案例探讨钢制紧固件的氢脆问题_刘德林》

oliver

发生氢脆，必须同时具备三个条件。
有氢侵入，只是其中一个条件，并不一定导致氢脆发生。氢含量与氢脆风险关系，与材料的热处理状态关系密切。

此外，还要看螺栓如何断裂。氢脆断裂一定是延滞断裂，但延滞时间与所受应力有关。