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盘头螺钉裂纹失效分析检测

2020-07-24 13:52:54 

复合槽盘头螺钉,材料为AISI 1022A,规格为10-32×0.5″,表面银白色电镀锌。螺钉在安装时未达到规定扭矩值发生断裂。

取断裂失效件1件,同批未安装件3件,不同合格批3件,进行分析。

  试验过程与结果

失效件断裂部位均为头杆结合处,无明显颈缩现象,断口呈扭断断裂形貌特征,见图14-70、图14-71

图14-70 断裂件与同批产品 图14-71断裂件宏观形貌

图14-70  断裂件与同批产品              图14-71断裂件宏观形貌

对断裂件进行化学成分检测,结果满足AISI 1022A材料标准要求

    对断裂件进行硬度检测,结果为HRC20~21。

断口观察可见多源断裂源,起源于头杆结合处表面,终断区于螺栓内部,断口为典型的扭断断口,断口形貌见图14-72。

对失效件和合格件分别作金相组织检查,失效件和合格件的组织相同,都为均匀的粒状珠光体组织,见图14-73。

图14-72 宏观断口形貌

                   图14-72  宏观断口形貌

图14-73 球化珠光体组织

图14-73  球化珠光体组织

对断裂件进行化学成分检测,结果满足AISI 1022A材料标准要求

    对断裂件进行硬度检测,结果为HRC20~21。

14.  分析与讨论

螺钉在安装时还没有未达到规定扭矩值时发生断裂。失效件断裂部位均为头杆结合处,无明显颈缩现象,断口呈扭断断裂形貌特征。

该批螺钉没有进行热处理,其金相组织为粒状珠光体组织,属于原材料的组织。粒状珠光体组织的螺钉硬度值较低。

由于螺钉硬度值较低,不能满足安装要求,在安装应力的作用下扭矩值没有达到规定时,在螺钉头杆结合处应力集中的地方发生扭断掉头。

14. 结论与启示

(1)该螺钉硬度值较低不能满足安装要求,在安装应力的作用下发生断裂。

(2)该螺钉没有进行热处理,造成硬度值低不能满足安装要求。

(3)该螺钉只能适应较小的安装应力。如果有安装应力要求,建议进行热处理提高强度和硬度。

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