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。
螺栓断裂分析--求助
本帖最后由 zhouxing321 于 2012-11-22 09:44 编辑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
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/1248585txx7o3x1d1yrjyy.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/124906yoboy4o4o3oyoror.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/1249159yhb7izwmhcboxs9.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/1249239arxs4x3qbx4y4do.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/12492893s9b9zj3guiu3sg.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/124930jek3bda8ka30tkkz.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/124933zffra4f04yau6h5q.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/124937jgpf3kjrprjjrspm.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/124940s669sp94cnizd31m.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/14/12494275kjeko9b11aa7my.jpg
补充六角头部的金相照片,不过抱歉,具体部位无法描述了....
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/16/112709yn0f84kc428ahfck.jpg
http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/16/112711vxqcsqdhgg4h1ghj.jpg
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http://www.rclbbs.com/data/attachment/album/201211/16/112727dz1w5zgbu51ah5hb.jpg
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? 磷化会经过酸洗,也是会使螺栓产生氢脆风险的 本帖最后由 leomet 于 2017-3-27 12:24 编辑
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). 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》 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。