求助！12.9级螺栓装配时断裂

doom321

该螺栓12.9级。在装配时用扭力扳手未拧到预定扭矩，发生断裂
硬度40.5、41.0，无明显脱碳层，无折叠裂纹

螺纹有效长度中靠近头部的一半是同孔，靠近尾部的一半断裂

请各位专家帮忙看下

doom321

错了，更改下

螺纹靠近头部的一半接触的零件时通孔

doom321

组织照片

fangqingfeng123

   从你断面信息判断，你的工件是装配扭转断裂，属于延性断裂范畴，材料塑性韧性较良好，有明显的塑性扭转弧形条纹，颜色深灰暗淡，没有金属光泽，且呈粗糙的纤维状，（断面附近螺纹应该有少量延伸变形痕迹），断裂起源位于螺纹小径处，微裂沿螺纹升角螺旋产生并在扭应力作用下呈递进式长大，而螺栓的最小承载有效截面均为小径处，所以断裂时沿升角产生并与螺纹轴线呈一定角度，属塑性较良好时的扭应力状态下产生的扭转断裂，材料断裂时发生滑移位错在中部塞积而形成纤维开的冰淇淋状宏观断面，原因可能有两种：

1.工件的装配工艺不当，扭矩设置值不恰当或是扭矩扳手精度不够，导致扭矩扳手显示数值离设计扭矩值相差太大；

2.工件的机械性能没有达12.9级标准，导致工件所承受的力矩超出了材料设计强度（检查一下材料表面与心部硬度的相差）；

3.工件的扭矩系数及摩擦系数；
（从工件齿部端面摩擦痕迹上看，工件在装配后期端面摩擦系数下降，由于端面摩擦系数的下降而导致功迁移，使螺纹面的功增大，根据紧固件联接副受力特征，螺母与螺栓配合的第牙处的承受应力达到螺栓总受力矩的50%，这时由于端面摩擦系数下降加大了螺纹面轴向应力等同于装配时将扭矩系数增加而增加了装配扭矩值）

以上均个人设想，非主流认可，酌情参考；

另可参考下贴：此件乃装机运行时发生的失效，也属带齿螺栓 ，10.9级，其端面并未像你的工件被磨光齿形消失，
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=94157

此贴也属装配扭转：
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=69334

欣赏怒放的生命

我个人觉得4楼的第二条最确切

chg1555

轴向夹紧力>10%扭力，装配过程而非零件原因。

青子衿

其实您这种断裂方式我前几天也遇到过，到现在为止没想明白。
1、把螺栓从中间切开，看看其他部位有没有心部裂纹，也就是拉拔裂纹，如果有那么问题很明显是原钢在拉拔过程中出现了问题。
2、要是没有，那么再考虑下原材料有没H脆。
我遇到的问题是两者都没有，但我的螺栓在紧固过程中没有断裂，试验过程中断裂，而且没有颈缩，迷惑中

青子衿

fangqingfeng123 发表于 2012-11-2 15:16
从你断面信息判断，你的工件是装配扭转断裂，属于延性断裂范畴，材料塑性韧性较良好，有明显的塑性扭转弧 ...

该螺栓断裂与您所举的两种断裂方式均不一样

fangqingfeng123

青子衿 发表于 2012-11-8 15:33
该螺栓断裂与您所举的两种断裂方式均不一样

能否共享你的样品，或是传个图片讨论一下，论坛里有的是隐者

cmz

fangqingfeng123 发表于 2012-11-2 15:16
从你断面信息判断，你的工件是装配扭转断裂，属于延性断裂范畴，材料塑性韧性较良好，有明显的塑性扭转弧 ...

从组织上看没什么问题。我觉得说的比较在理。

青子衿

cmz 发表于 2012-11-9 14:13
从组织上看没什么问题。我觉得说的比较在理。

螺栓的安装时的扭矩会转变为拉应力，那么螺栓会出现颈缩，但是从断裂螺栓来看，没出现颈缩怎么解释？

cmz

这个失效我也不是很懂，看看热处理没有问题的话，就看原材料啊。

落水残阳

青子衿 发表于 2012-11-12 08:19
螺栓的安装时的扭矩会转变为拉应力，那么螺栓会出现颈缩，但是从断裂螺栓来看，没出现颈缩怎么解释？

螺栓断裂面基本与轴线垂直，说明是由切应力造成的切断。与拉伸试验的正应力造成的断裂不同，所以没有颈缩应该很正常。

西渡高速钢

    欣赏4#楼的第1、第2条可能。
    再补充个人看法，从螺栓头部贴合面金属变形光泽来看，第1条可能性更大。另外，该类失效分析，强度校合也是必须的步骤。

天天小非

提一个狂妄的想法，希望各位谅解。
4楼提高的三个观点我均不认可。
第一个观点，扭矩超差，应该存在塑性变形，不应该脆断。
第二个观点，如果螺栓是10.9级的，也应塑性变形。
第三个观点：摩擦系数在螺栓使用中一般遵循541原则，产品出现脆性断裂的可能性也不大呀。
请关注一下原材料质量。包括拉拔裂纹和氢脆。
另外提一下，请关注产品质量，请看看头部盘面磨损情况，要不螺栓平面不行，要不装配工件平面不行。
（从工件齿部端面摩擦痕迹上看，工件在装配后期端面摩擦系数下降，由于端面摩擦系数的下降而导致功迁移，使螺纹面的功增大，根据紧固件联接副受力特征，螺母与螺栓配合的第牙处的承受应力达到螺栓总受力矩的50%，这时由于端面摩擦系数下降加大了螺纹面轴向应力等同于装配时将扭矩系数增加而增加了装配扭矩值）