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特种钢螺栓断裂分析

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浏览:- 发布日期:2020-07-29 14:31:28【

六方螺栓,材质为35CrMo,强度级别为10.9级,规格为M30,表面镀锌,在安装时断裂。

试验过程与结果

断裂螺栓于螺纹收尾的杆部与螺纹连接处发生断裂。断裂件宏观形貌见图13-113。

图13-113 断裂螺栓形貌

图13-113   断裂形貌

螺栓断裂之后断口没有受到有效保护,腐蚀较严重,杆部断口宏观形貌,见图13-114;螺纹部分的断口宏观形貌,见图13-115。

图13-114 杆部断口形貌 图13-115 螺纹部分断口形貌

图13-114 杆部断口形貌        图13-115  螺纹部分断口形貌                          

扫描电镜观察,断口粗糙,裂纹源区位于断口的外周边,周边存在众多的台阶花样,表明断裂起始位置属多源性,断口心部微观形貌为解理和准解理,断口均属脆性断口。

断口心部微观形貌,见图13-116;

断口边沿微观形貌,见图13-117。

图13-116 断口心部微观形貌 图13-117 断口边沿微观形貌,

图13-116 断口心部微观形貌           图13-117  断口边沿微观形貌,

金相组织检查,取断裂螺栓制成横向金相试样和纵向金相试样,进行检查,采用不同的放大倍数观察,组织均粗大,为粗大的回火索氏体。

横向金相试样的心部和边缘进行组织,见图13-118、图13-119。

纵向金相试样的心部和边缘进行组织,见图13-120、图13-121。

图13-118 心部金相组织 500× 图13-119 边缘金相组织 500×

图13-118  心部金相组织  500×       图13-119 边缘金相组织  500×

图13-120 心部金相组织 100× 图13-121 边缘金相组织 100×

图13-120 心部金相组织  100×       图13-121  边缘金相组织  100×

断裂螺栓经化学成份分析,分析结果,材料为35CrMo,符合标准要求。

分析与讨论

断裂螺栓的横向组织、纵向组织均显粗大,为粗大回火索氏体,极大地降低材料的断裂抗力和韧性。

该批螺栓存在组织粗大,使螺栓强度和塑性降低,脆性增加,在正常的装配应力作用下发生脆性断裂。

组织粗大的原因是由于过热,该批螺栓因热处理工艺不当,温度过高所造成。

该批螺栓热处理工艺不当,温度过高,造成螺栓过热,组织粗大,使螺栓强度和塑性降低,脆性增加,在装配应力作用下螺栓发生脆性断裂。

结论与启示

(1)螺栓过热、组织粗大,在装配应力作用下发生脆性断裂。

(2)由于该批螺栓热处理工艺不当,温度过高,造成螺栓过热,组织粗大。

(3)螺栓热处理时要防止温度过高,避免螺栓过热、造成组织粗大。

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