ASTM194六角螺母安装开裂测试试验

16.2             ASTM194六角螺母安装开裂

2H级六角螺母，规格为1/2″-13，材料为ASTM194，表面有蓝色涂覆层。螺母在安装时发现开裂失效，取开裂螺母两件进行开裂原因分析。

16.2.1  试验过程与结果

故障螺母的裂纹已裂透螺母六方面，故障件宏观形貌，见图16-6。

对两件故障螺母从开裂面打开，螺母断口（开裂面）上有均匀完好的蓝色涂覆层，见图16-7。

图16-6  故障件宏观形貌                    图16-7 开裂面宏观形貌

对故障螺母材料进行化学成分分析、硬度检测、金相组织与脱碳检查：

化学成分分析结果符合ASTM 194 2H材料成分要求。

硬度检测结果：检测值32.0～31.5HRC，31.0～31.5符合标准要求（24-35HRC）要求。

两件螺母的组织均为回火索氏体组织，见图16-8。  

两件螺母沿着开裂方向外表面有轻微脱碳，见图16-9。

16.2.2. 分析与讨论

该螺母材料、硬度、金相组织等都满足技术要求，裂纹面沿着开裂方向的靠近外表面位置处有轻微脱碳。

对两件故障件螺母从开裂面打开，螺母开裂面上有均匀完好的蓝色涂覆层，表明开裂面形成于涂覆工艺之前。  

该螺母表面处理（涂覆工艺）之前，可能产生裂纹的的主要原因有3种情况，原材料裂纹、成型裂纹、热处理裂纹。

该螺母开裂面表面有轻微脱碳，说明裂纹在热处理之前就已存在，热处理过程中裂纹表面产生轻微脱碳，可排除热处理的原因。

该螺母由冷镦封闭成型，这种冷镦成型方式不可能在螺母六方面产生裂纹。螺母裂纹只能是原材料带来的裂纹。

螺母原材料带来的裂纹在冷镦成型被撑开，热处理过程中产生脱碳，淬火是进一步扩大，表面处理时涂覆蓝色涂料进入裂纹，使螺母开裂面上被蓝色涂覆层均匀覆盖。

该螺母裂纹为原材料裂纹，在成型和热处理淬火时进一步扩大使螺母六方面裂透，表面处理时涂覆层进入裂纹面，使裂纹面被蓝色涂覆层均匀覆盖。

16.2.3  结论与启示

（1）该螺母存在原材料裂纹，裂纹在成型和热处理淬火时进一步扩大而裂透螺母六方面，表面处理时涂覆层进入裂纹面，使裂纹面被蓝色涂覆层均匀覆盖。

（2）螺母投产前对原材料进行检查，不合格的原材料不投产。