螺栓断裂分析--求助

冷艳锯

磷化前的清洗，没有做除氢处理。只能这么解释了。氢脆很容易让人掉以轻心。

hawkch

西渡高速钢 发表于 2012-11-16 15:22
“ 氢脆”引起的断裂确实一般为沿晶断裂，一般工件较大的，因冶炼铸造后，材料体内氢含量较多，原子或单个 ...

同意‘西渡高速钢‘的看法，分析比较系统，专业！

青子衿

楼主，您可以观察一下抛光后没有腐蚀的样块，当让要看沿晶断裂的区域，看看晶界有没有变黑？再者就是看看材料的偏析情况。

非诚勿扰2011

情况比较复杂，交代的不明确。从第26张金相照片上看有明显的淬火裂纹并形成十字交叉。

balang_a

应该是氢脆吧！看着样子像。

qibao9891

有一个不成熟的想法，暂且说说。

不是氢脆。------假紧、高速剪切和豹裂。

首先是假紧。
原因不详，甚至都不能确定是假紧，松动也有可能。
甚至也不能确定是松动，飙车、飞车漂移、猛操之类的超负荷动作也有可能。
总之某些原因使飞轮和发动机曲轴法兰之间的摩擦力（相对）不足，发生了相对滑动。
虽然不能确定是什么车，但正常情况下，装配的时候是先装两个导正螺丝，然后再装飞轮螺丝，最后卸下导正螺丝，换装飞轮螺丝。这时飞轮螺丝在螺丝孔里四面不靠。
现在发生了滑动，飞轮螺丝就和孔壁接触了，由于螺丝根部有圆弧角，所以这个地方先接触。
于是也不能确定发生了滑动，某个螺丝孔钻偏也可能，装配不规范也可能。
反正第一步是螺丝根部圆弧角与孔壁接触，并且飞轮和法兰可以有滑动趋势。

其次，高速剪切。
在冲击载荷下，螺丝孔壁挤压圆弧角表面，造成圆弧角表面弹性凹陷，最终剪应力超过凹陷局部剪切强度，发生开裂。开裂瞬间，裂纹的一侧发生弹性恢复，致使裂纹之间发生高速摩擦，产生高热，留下氧化色。
裂纹之间的摩擦，和当时局部的应力状态有关。如果冲击力大且时间非常短，则弹性能瞬间释放，功率很大，温度较高；反之，较低。如果附加有拉应力则摩擦较轻，温度较低。
由于是高速剪切，局部表现出高速剪切脆性。

豹裂和豹裂的主要特征：
--正压（拉）力下的剪切破坏，局部弹性能释放，造成裂缝两侧面高速摩擦发热，裂纹内表面产生豹纹回火色。
---困扰阿豹很多年，以致精神分裂。
http://www.rclbbs.com/forum.php? ... 81&fromuid=3331

不成熟的玩笑话，诸位见笑。

MYG

天地苍狼

很经典也是很普遍的案例呢，好好学习中......

zhouxing321

青子衿 发表于 2012-11-13 14:41
建议看一下金相组织，从断口形貌来看，有点像过烧！

金相图片已经补充在帖子后面

zhouxing321

muvon 发表于 2012-11-16 15:57
8 楼专家较草率，照片明显有延晶和解理，就下冰糖脆性断裂结论了。

因为通过光学图片和电镜图片上能看出，在扇形区域内是沿晶断裂，而扇形区域外是解理断裂，怀疑为氢脆裂纹

muvon

氢含量可能测不准。

“包括一些研究院所，在给失效分析报告的时候，都会往氢脆上靠 ”确实是这样。

muvon

8 楼专家较草率，照片明显有延晶和解理，就下冰糖脆性断裂结论了。

西渡高速钢

hawkch 发表于 2012-11-16 12:56
请教：
   根据楼主提供电镜照片，明显是晶间裂纹。 如若如你所述，端口附近有轻微径缩现象，过载断裂。 ...

“ 氢脆”引起的断裂确实一般为沿晶断裂，一般工件较大的，因冶炼铸造后，材料体内氢含量较多，原子或单个或少量分子来不及逸出，原子集合成氢分子，分子与分子再沿晶界聚集，达一定量时而割裂材料的连续性，形成微裂纹，材料整体在不受外力作用下能基本保持；
    但是，由于氢原子或氢分子个子如此之小，对原本由块头较大钢锭开始，一步步热锻压、多道道热处理后，形成最终直径如此小的螺栓产品，当中的氢原子和氢分子，不知道已经跑得无影无踪了。
    再假定，该类螺栓加工过程，如很多人认为的，有氢的作用，导致氢脆断裂是正确的话，那么，类似断裂的螺栓比例不知要高出几千倍甚至千万倍！这一点，就足以说明氢脆导致螺栓如此断裂是何等地玄妙！
   
   “应力腐蚀断裂”主体是腐蚀，应力存在是加速腐蚀。既然腐蚀为主，工件表层断口应出现腐蚀坑痕迹。这类螺栓断裂，至少目前为止，我们有大量的案例表明，无腐蚀现象，也压根不存在腐蚀环境。故“应力腐蚀”导致螺栓断裂的观点，我不认同。
   
    我们再回到沿晶断裂的问题上来。我们大家都知道，渗碳淬火裂纹，起始部分及尾端，一般都表现为“沿晶断裂”吧；大家可能也都知道，很多合金钢处理不好，碳化物沿晶分布，往往也导致沿晶开裂；。。。。。；总之，沿晶开裂的根本在哪呢？我认为，只要晶界强度低于晶内强度时，沿晶开裂就会成为优先萌生发展。
    显然，对普通合金钢，当热处理硬度控制越高，常温使用环境中，沿晶开裂倾向就越大。
    而本案螺栓断裂，相信LZ可以提供其真实硬度值给大家，如果HRC40以上，那硬度就不算低啊。再用心观察LZ发的螺栓断口照片，每一裂源萌生区域，真的一点疲劳迹象也没有吗？不是的，只不过因裂纹萌生后，裂纹发展速度相对较快，使大家往往误以为脆性断口而已。
   
    请综合本人所有观点理解，如有不同意见，敬请探讨，共同进步。

hawkch

西渡高速钢 发表于 2012-11-13 14:03
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 ...

请教：
   根据楼主提供电镜照片，明显是晶间裂纹。 如若如你所述，端口附近有轻微径缩现象，过载断裂。对于一般过载断口，沿晶断裂个人理解不会很多，沿晶断裂多半和腐蚀有关。不知道所述是否正确，请指正！

tshyj

西渡高速钢 发表于 2012-11-13 14:03
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 ...

建议同行认真看一下这个分析，我个人认为十分到位。

zhouxing321

gtn1314 发表于 2012-11-14 22:07
有无可能淬火局部有小裂？淬火开裂断口通常也呈现沿晶，这个材料，这个工艺出现沿晶开裂肯定是不正常的，必 ...

如果是局部淬火裂纹，在装配的时候应该就会直接把断，不应该运行一段时间后断

zhouxing321

tanwei282 发表于 2012-11-15 08:46
你的金相组织怪怪的..沿晶分布的是什么啊~

请问您指的是哪个地方？

zhouxing321

MYG 发表于 2012-11-14 19:54
建议：
1、做纵剖金相；
2、做能谱分析。

六角头部分金相做了，明天找找上传大家看看
能谱分析没做，因为当时都怀疑是氢脆
杆部去做浅表层氢含量检测，下周应该能出结果

zhouxing321

gtn1314 发表于 2012-11-14 22:07
有无可能淬火局部有小裂？淬火开裂断口通常也呈现沿晶，这个材料，这个工艺出现沿晶开裂肯定是不正常的，必 ...

磷化前的酸洗完毕之后，是直接进行磷化，没有驱氢工艺
有考虑过在磷化后驱氢，但是会影响扭矩系数

jackson

我觉得有点像应力腐蚀！　或者是有夹杂物。
一定要做金相组织分析才能得出结论的。