12.9级螺栓断裂原因分析

hawkch

如题，12.9级螺栓。
M8，现场安装扭矩30+断裂，断裂照片如下：

经测量，断裂位置，外径尺寸变化明显。应该为过载断裂。

硬度测试结果显示，断裂批次硬度稍高，但符合GB3098.1要求。

分别取新样品和断裂螺栓做金相分析，奇怪的是未发现异常：
同批次未断裂螺栓

断裂螺栓
新螺栓
因公司未有SEM，故请各位基于以上结果，给个意见。
另：关于金相样品上的黑点，是脏东西还是什么？怎么都去不掉
多谢！

oliver

只看到硬度，低倍断口和x500倍金相，很难判断准确的断裂原因。但还是可以理出一些头绪：

1>. 工具精度 ---- lz说破断扭矩41 Nm，推估12.9级螺丝屈服扭矩大约也90%左右(约37 Nm)，那么即使采用屈服点控制法，最大安装扭矩也不得大于37 Nm。现在30多Nm安装扭矩就拧断了，需要检查扭矩扳手的精度（一般的扭矩扳手误差大约15%，稍好点的也7%）。鉴于扳手精度原因，保险起见，安装扭矩一般不大于破断扭矩75%（屈服点控制法除外），也就是不要大于30 Nm。
2>. 摩擦系数 ---- 检查一下螺丝表面是否太油（发黑后通常会浸油）。太油则降低表面摩擦系数，使得螺丝在同样30+Nm扭矩下承受比干燥状态更大的拉应力，因而可能超过抗拉强度而断裂。
3>. 抗拉强度 ---- 对于12.9螺丝，lz 除了测试硬度，还应测试抗拉强度和屈服强度。现在只看到硬度测试值。硬度合格并不保证强度一定合格。
4>. 尺寸 ---- 建议检查一下螺纹底径是否合格。lz 给出的螺纹外径，对于分析断裂原因没有多大帮助。
5>. 氢 ---- 未经电镀，且热处理后未与酸接触，氢脆可能性不大。断裂方式和断口形貌也不太像氢脆（能SEM验证就好了）。
6>. 材料 ---- 检查冶金瑕疵是否超标，12.9螺丝对此也比较敏感。

我不是孔子

装配力矩过大了吧，金相图片是制样的问题吧，不是氢脆，最讨厌，什么都往氢脆上扯，材料是scm435 ？

sbm197873

螺栓做过表面处理吗？

hawkch

sbm197873 发表于 2015-9-28 11:10
螺栓做过表面处理吗？

做过发黑处理，看颜色

hawkch

补两张，断口图片，大家看下

sbm197873

先查查表面处理的去氢规范吧

hawkch

sbm197873 发表于 2015-9-28 11:17
先查查表面处理的去氢规范吧

氢脆一般都为脆性断裂，从这个断口上看，不太像脆性断裂。另，有变形存在。你觉得呢？

MYG

可能是抗拉、屈服强度低引起的--------------------

hawkch

MYG 发表于 2015-9-28 12:12
可能是抗拉、屈服强度低引起的--------------------

有可能，差标准，M8 12.9级，破断扭矩大概在41N.m。看是否有可能是螺栓表面缺陷引起的呢?

MYG

螺栓表面如存在横向缺陷，会引起脆断。如是纵向缺陷，断口上一般会有台阶。

hawkch

MYG 发表于 2015-9-28 12:39
螺栓表面如存在横向缺陷，会引起脆断。如是纵向缺陷，断口上一般会有台阶。

请教，你觉得这个断面属于脆断吗？没有SEM图片不好意思

MYG

hawkch 发表于 2015-9-28 12:41
请教，你觉得这个断面属于脆断吗？没有SEM图片不好意思

不属于脆断。

用SEM看，应是韧窝。

hawkch

图示断口照片，箭头所示位置，我感觉异常，无奈无扫描电镜。没法进一步确认

hawkch

MYG 发表于 2015-9-28 13:45
不属于脆断。

用SEM看，应是韧窝。

我看了下断口，起始位置有异常，会不会是夹杂引起的？或者加工过程表面折叠，什么的？

MYG

hawkch 发表于 2015-9-28 14:04
我看了下断口，起始位置有异常，会不会是夹杂引起的？或者加工过程表面折叠，什么的？

那你就用证据来证明或否定这些可能性。

hawkch

MYG 发表于 2015-9-28 14:29
那你就用证据来证明或否定这些可能性。

就是没SEM，不想送出去做了，另外螺栓太小，想分析靠近位置的夹杂物，成功概率太小，放弃了。就想问问各位有没有碰到类似的情况？

hawkch

另外，第一张样品上的黑圈，有没有人知道怎么回事？
是不是样品脏，感觉像是选择性腐蚀，是抛光的问题吗？

ustbzt

断裂处有明显的颈缩现象，应该是过载造成的的断裂，可能处理后螺栓的强度并未达到12.9级。

fengyonghe

hawkch 发表于 2015-9-28 11:15
补两张，断口图片，大家看下

请你确定标记内的白色斑点是断口本身的，不是污染物。则断口性质为氢脆延迟断裂。即需经过施加应力和变形才发生断裂断裂称为氢脆延迟断裂。

西渡高速钢

断口照片需要重新拍。

另外，注意到出现断裂部位出现颈缩的，几乎都属于过载所致。