根据图片，谁能复原这连杆的断裂过程呢？

天涯浪子

汽车发动机连杆在汽车行驶两万多公里后发生严重弯曲失效，连杆体严重弯曲，如下图1；一连杆螺栓安装孔处存在严重撞击过的痕迹，螺栓安装孔被撞击变形，螺栓无法再装入，说明撞击发生前连杆螺栓已经脱落，如下图2；一连杆螺栓发生断裂，断成了三截，中间一截丢失，有螺纹一端螺纹已被磨平，只有断面一段距离螺纹完好，另一螺栓发生弯曲，如下图3，螺栓断面如下图4、5；连杆盖被来开变形，如下图6，说明一连杆螺栓脱落时，另一螺栓尚未脱落。我个人的看法是，首先由一连杆螺栓发生疲劳断裂，导致螺栓脱落，引起应力集中，连杆失稳，在曲轴与连杆的拉力下，连杆盖被拉开变形，未脱落的连杆螺栓发生弯曲，而后脱落，连杆体在活塞的推动下向下运动与曲轴发生撞击，连杆体被撞弯并留下了撞击痕迹。希望各位大师说说自己的看法。
看这连杆是怎么失效的？
螺栓的断裂是疲劳断裂吗，是螺栓的断裂引起失效，还是螺栓脱落而引起另一螺栓过载断裂失效？又是什么原因造成螺栓脱落呢，装配的原因吗？[         

我心飞翔eric

螺栓疲劳断口。

孤鸿踏雪

尚贺军 发表于 2012-2-4 09:56
螺栓疲劳断口。

   看断口宏观形貌，组织粗大。

天涯浪子

孤鸿踏雪 发表于 2012-2-4 12:22
看断口宏观形貌，组织粗大。

谢谢，断口组织粗大，说明什么呢？说明承受的载荷大吗？有螺纹一端的断口是不是过载断裂呢？

shaod

螺栓断口的外沿看似有渗层，检测一下看看。

孤鸿踏雪

天涯浪子 发表于 2012-2-4 20:49
谢谢，断口组织粗大，说明什么呢？说明承受的载荷大吗？有螺纹一端的断口是不是过载断裂呢？

   断口组织粗大，说明原材料过热，未经正火或正火不良，组织在最终热处理前没有得到细化，或原材料组织合格但最终热处理时，奥化温度过高，时间过长所致。

qibao9891

乍看是螺栓脱落，引起另一螺栓疲劳并松动，然后曲轴脱离连杆，并在半圈后打击连杆，连杆弯曲，将夹在中间的疲劳螺栓打断成三节。
明天再仔细看看。

ccfx99

第四幅图哪个螺纹部分是断口吧，有清楚的吗

天涯过客

孤鸿踏雪 发表于 2012-2-4 12:22
看断口宏观形貌，组织粗大。

版主厉害，从宏观就能看出调质的组织大小，教教大家以后不用显微镜了。

ZX771

  赞同你对这连杆的断裂过程的推断，是由两螺栓之一疲劳断裂引发的连环损毁事故。可以重点抓住这只带疲劳断口的螺栓仔细分析。

冰剑

我觉得这个断裂不能单纯的从材料成分和内部组织来判断，因为大家都是学热处理的，所以判断的时候大多从材料和组织去考虑，我学的是机械制造，所以不但要从材料和组织去考虑也应该从别的方面考虑。
我的观点是，第一进行材料和组织分析，看看整体是不是有材料和组织这方面的缺陷。更多的要从原始设计看。因为你没有提供详细的受力情况我根据你发的图做如下判断。
螺栓受外力的影响可能性更大。根据这个螺栓的断裂情况看应该是受到的不只是拉应力也受到扭力的影响，断口情况可以看出螺栓左面是疲劳源，螺栓在外力的作用下螺栓左面表面发生划伤产生疲劳源，接着中间上面那个黑色部分从疲劳源产生裂纹的扩展下面三分之一出是最终破断区。也就是说断裂的螺栓承受的外力比弯曲的螺栓承受的外力多了一个剪切力，和反复的扭力。在不断的外力作用下断裂螺栓可能被卡箍划伤，然后产生疲劳源。说明在外力的作用下螺栓松动，没有及时上紧，产生表面划伤，然后从划伤部分开始扩大裂纹区，直至断裂。如果说大部分都是这样的断裂情况，说明设计存在缺陷。如果只是这一个那么可能是由于螺栓没有上紧所照成的，属于装配问题。因为断裂部分是从螺栓槽部分开始，应该是从表面开始。不像是材料或者组织方面的缺陷。
（总结：首先检验是不是材料和组织缺陷，然后观察螺栓表面看看划痕部分部位，但从一个零件的失效不能从根本上确定原因。我感觉应该是表面应力集中引起的，别的地方的断裂都是从这个螺栓失效开始的就不用去分析了，主要分析这个螺栓就可以了。）个人观点，仅供参考。

gtn1314

材料或热处理缺陷一般具有批量性的特征，即应该不止一件失效。
这种连杆的结构设计一般有很多经验可借鉴，而且重要构件重新设计后一般都要通过可靠性试验，所以设计缺陷的可能性也不大。
个人更倾向于安装时螺栓没有上紧。

qibao9891

楼主提供的图片太少。有几个角度想看，没有。

下面源自本人猜测。个人愚见，勿以为凭。
想复原破坏过程，关键找出疲劳螺栓的二次断裂原因。
疲劳螺栓中间缺失一段，其两个断碴断裂原因不一，只有一个是疲劳断裂（暂叫1号断口）的。还有一处断口（暂叫2号断口），它的形成原因至关重要。
只有两个位置有形成2号断口的机会。
一是疲劳断裂后，曲轴行至下死点，断开的螺栓夹在连杆螺丝孔和油底壳之间，掰断。
这需要看一下曲轴行至下死点时，连杆螺丝孔和油底壳的空间有多大，能不能夹住断螺丝头。这点楼主没有提供相关的信息。而且如果是在这里掰断，螺丝孔相应的受力部分会留下痕迹。这个角度的照片也没有。楼主可以自己看看。
二是如我在7楼所述，弯曲螺栓松动脱落后，曲轴脱出连杆，并打击连杆，在打击过程中形成。现在看，这种可能性小。

猜测可能的一种过程：
第一张图，将两个螺栓上下颠倒位置。弯螺栓在上，断螺栓在下。这是当时螺栓的紧固位置。
起初，弯螺栓螺母松动；
发生微动磨损，致两螺栓杆光亮；
弯螺栓继续松动，螺丝孔磨到两螺栓螺纹，出现照片中螺纹部被磨细的现象；
断螺栓依然紧固，在拉应力和弯曲应力下疲劳裂纹产生；
断螺栓疲劳断裂；
曲轴至下死点，断螺栓夹在螺栓孔和油底壳之间，在冲击力作用下，发生高速冲剪脆性断裂，2号断口形成；
断螺栓断裂的同时，由于螺栓是别在螺丝孔里的，对瓦合形成一个拉力和力偶，所以只将第一张图中瓦合的上面部分拉直，而下面部分受力偶影响，没有拉直，反而有点向内卷曲；
瓦合变形时，牵动弯曲螺栓，致螺帽撸掉，螺栓弯曲，形成螺纹端部的损伤，瓦合脱落；
曲轴打击连杆，连杆弯曲；
客户索赔，楼主发帖，阿豹瞎猜。

纯属瞎猜，猜错勿怪。

kp007

gtn1314 发表于 2012-2-7 19:20
材料或热处理缺陷一般具有批量性的特征，即应该不止一件失效。
这种连杆的结构设计一般有很多经验可借鉴， ...

我更偏向于连杆螺栓的质量问题，断裂于丝的最后一圈，此处缺陷多发地带！个人意见。

gtn1314

kp007 发表于 2012-2-8 19:53
我更偏向于连杆螺栓的质量问题，断裂于丝的最后一圈，此处缺陷多发地带！个人意见。

这个就要靠详细的断口分析来判断啦，一般这类缺陷也不太会只失效一两件的，也应该是批量问题。

motion_0576

1  连杆螺栓的断裂估计你找不到材料热处理的问题。应该是装配扭矩问题。
2  10多年没接触过连杆螺栓断裂分析了，但提供你思路：疲劳断裂的往往是兢兢业业工作的，问题出在另一根螺栓上，因此，检测断裂螺栓会无果。
3  最早疲劳的是第4张照片右侧图片，左侧是偏载后快速疲劳折断断口。断口粗糙是因为是韧性断口，不是材料缺陷特征。

冰剑

根据你的图片，和楼上各位高工们的分析，我也来猜测一下断裂过程，过程如下：
     零件进入装配车间，装配师傅采用风扳机安装连杆到曲轴，首先安装那个没有断裂的螺栓上紧，由于不确定的原因连杆的两边并没有合上留有一定的缝隙，当安装第二个螺栓的时候上紧，连杆两端合上，这样照成那个没有断裂的螺栓螺母松开，在运行过程中螺帽逐渐松动，螺栓螺纹产生磨损，逐渐不能吃力。这样所有的拉力基本都加载到那个断裂螺栓上，因为没断裂的那个螺栓松动但是螺帽并没有掉落，随着工件连杆的运动，逐渐磨损未断螺栓的螺口，因为螺帽没有马上脱落连杆继续运行，未断那个螺栓开始弯曲，断裂的螺栓开始出现疲劳原逐渐开始产生裂纹。随着时间的推移，在一定运行后，那个弯曲螺栓螺帽丝扣越来越少，终于曲轴带动连杆的拉力大于螺口的所能承受的力，在这个过程中连杆上部被拉变形，螺帽突然脱落，所有的外力都加载在剩下的一个螺栓上，同时产生拉力，剪切力。把断裂螺栓剩余部分拉断，照成连杆失效。为什么有上述描述，可以从两个螺杆的丝扣情况可以看出，原因如下：
    断裂的那个螺栓后半部丝扣完好，而未断裂螺栓丝扣都被磨损。这个磨损过程是个长期的过程不可能是短时间所能形成。说明首先失效的是那个未断裂螺栓，这样在那个断裂的螺栓上不但产生了强大的拉力，而且产生了交变剪切力。导致断裂螺栓最终失效。
    这已经不在热处理范围内了，呵呵，所以不能去从断裂螺栓上找毛病。
    第二个想法就是从连杆上分析，也是同上，连杆在安装未断裂螺栓的部分产生缺陷使螺栓松动。发生如上所说的过程。
   

tshyj

冰剑 发表于 2012-2-8 22:46
根据你的图片，和楼上各位高工们的分析，我也来猜测一下断裂过程，过程如下：
     零件进入装配车间，装配 ...

同意你的观点，分析的比较有条理。如果是材料或热处理问题，相对有批量。

chg1555

看看蛮闹忙.
有说材料、热处理问题的，9个月过去了。金相组织该有结果吧，为何至今未亮相，有结论吧(该随便个故事堂塞下)。
有的说是装配，讲的“有血有肉”。
有的故事里有风扳机安装，这种结构螺栓能进行分别拧紧？如何保证两边受夹紧力一致？
夏工说到批量性的特征点子。
连杆在汽车行驶两万多公里，不是短公里失效，螺栓松能混两万多公里？
假设：材料、热处理没问题，是什么导致螺栓疲劳断裂？
是否应分析下轴向夹紧力？分析拧紧曲线？
这种报告不知做过了多少。

西渡高速钢

冰剑 发表于 2012-2-8 22:46
根据你的图片，和楼上各位高工们的分析，我也来猜测一下断裂过程，过程如下：
     零件进入装配车间，装配 ...

    分析非常到位！本人也曾多次分析过类似的案例，既然被你抢先了，不再赘述，这里再补充一点我的看法。

    连杆大头部分的螺孔加工，目前的机加工流程大致是这样的：钻孔、镗孔和攻丝。安装进发动机前，螺孔内还必须清洗干净。也就是说，上述过程，依然有几个质量点需要分解明确，即：
    1、螺孔的中轴线是否保证？
    2、螺孔内的螺纹加工质量（尤其是螺孔小径尺寸）是否保证？
    3、连杆材料硬度是否保证？
    4、连杆螺栓在拧紧前，螺孔内是否留有机加工下得铁屑？

    补充以上4条可能引起安装过程造成螺栓“假紧”的原因，如果再结合上面“冰剑”的分析，连杆螺栓断裂原因分析是否更全面一点，敬请各方专家点评，互动交流。