螺栓断裂分析报告

螺栓断裂分析报告(总9页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March10高强度螺栓断裂分析曾振鹏(202330)摘要:承受断口分析、金相检验和硬度测定等方法，对高强度螺栓断裂缘由进展了分析。断口分析结果说明，断口平坦，呈放射状把戏，微观形态主要内裂纹，内裂纹的断口形态与断裂断口一样。金相分析说明，材料棒中存在严峻的中心碳偏析，而中心碳偏析是引起断裂的主要缘由。关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析35CrMoA，承受常规工艺生产，硬度要求为35～39HRC。检验材料的化学成分11硬度测定近上限。材料的显微组织1。[2]，3～4图1 夹杂物形态及分布状况100× 图2 螺栓的显微组织280×4%硝酸酒精溶液侵蚀2。组织为回火马氏体+粒状贝氏体，并有少量铁MnS纹根部四周的组织进展了观看，未觉察脱碳现象。断口分析呈放射状把戏，放射线从中心向四周放射。说明裂纹先在中心形成，然后向外扩展。当裂纹扩展至整个横截面时，螺栓断裂。3断口的宏观形貌图4 断口微观形貌4所示。位。裂纹产生后向四周扩展，直至螺栓断裂。螺纹部位横向内裂纹1～25，似人的嘴形。翻开内裂纹，觉察其面积已根本3b口的宏观形态上可以看出，裂纹面较平坦，呈灰色，有明显的呈放射把戏的撕3a3b貌是一样的。裂纹断口的微观形态也是以准解理把戏为主加二次裂纹。断口的宏观、微观分析说明，该内裂纹断口与断裂断口本质上是一样的。10%硝酸溶液侵蚀，觉察材料心6。这与金相观看结果是全都的。 的显微组织进展显微硬度测定，觉察偏析中的回火马氏体区域的硬度为48.2HRC，大大高于粒状贝氏体区域的硬度(35.5HRC)。图5 螺纹部位的横向内裂纹纵截面形态 图6螺栓材料内部的碳偏析分析与争论螺栓的横向内裂纹35CrMoA度也在技术要求范围内(但已接近上限)。但是从金相分析结果可以看出，材料的内在质量较差，心部存在碳偏析，不仅降低了材料的韧性和塑性，而且由于组织不均匀，引起心部硬度不均匀，最高硬度已达48HRC。同时，材料中存在严峻的夹杂物，致使螺栓心部材料硬而脆，因此施加载荷后首先在心部产生裂纹，而后形成横向内裂纹。所谓钢材的碳偏析是指钢材内各部位含碳量的不均匀性。碳偏析是树枝状偏析的结果，而树枝状偏析又是选择结晶的结果。钢在结晶时，先形成枝干，然后形成枝间，先结晶的枝干比较纯，碳浓度较低，而迟结晶的枝间碳浓度较高，形成碳分布不均。假设钢材或锻件树枝晶兴旺，则钢的塑性和韧性降低，这种状况尤以中碳铬钼钢最为普遍，在压力加工时会形成流线，树枝晶偏析严峻时还可使锻件[3]。碳偏析是在冶金过程中由于种种缘由造成的。紧固件原材料中的严峻[4]报道，有是由心部开头，整个断口呈放射状脆断形貌，将这批螺栓所用钢材沿其轧制方向剖开，觉察在试样中心存在着内部裂纹，经酸蚀后可看出严峻的中心碳偏螺栓材料内存在中心碳偏析有关。内裂纹为什么内裂纹不象断口裂纹那样使螺栓断裂呢?这是由于拧紧螺母后，在螺杆上产生的轴向拉力分布是不均匀的，轴向力在旋合各圈罗纹牙间的分布呈双[5]。由于与横向内裂纹相对应的螺纹处的轴向应力小，所以螺栓没有断裂。材质(3～4级)，且存在中心碳偏析，因此认为，该批螺栓的材质是不合格的。结论螺栓的断裂为脆性断裂。严峻的夹杂物。建议加强对原材料的质量检查。为了提高螺栓材料的综合力学性能，硬度掌握在技术要求的中限四周。40Cr钢螺栓断裂分析刘泽坤441003)摘要：承受金相检验、硬度测试及化学成分分析等方法对变速箱制动鼓定位螺栓断裂的缘由进展了分析。结果说明，由于零件在热加工后未按要求进展热处理，导致消灭非正常组织，降低了零件的硬度和强韧性，加上零件肩胛根部没有过渡圆弧易造成应力集中，因此在装车使用后不久便发生了螺栓断裂失效。关键词：螺栓;断裂；显微组织；应力集中；铁素体状况简介定位螺栓断裂事故，断裂部位均发生在截面急剧变化的肩胛处。由于该批螺栓M14其长度为55mm，材料为40Cr，热处理后调质硬度为255～321HBS，外表经软氮0.05～012mm，35～50HRC，相当于329～509HV。理化检验化学成分分析1。可见螺栓的化学成分符合GB/T3077-1999宏观断口分析1。按设计要求，杆部与肩部连接R0.5mm肩部可见到明显的因滚花留下的挤压痕迹，说明滚花时已滚到零件的肩胛部，在连接处没有过渡圆弧。机械损伤痕迹，属一次性脆性断裂。硬度测试235～250HBS，硬度465～485HV，属于正常的软氮化硬度。图1 螺栓断裂部位示意图(mm)金相检验少量呈针状的铁素体，由晶界向晶内延长，呈现稍微的魏氏组织状态，见图2。图2 断裂螺栓心部组织照片400× 图3 正常调质螺栓心部组织照片400×4%硝酸酒精溶液侵蚀 4%硝酸酒精溶液侵蚀体。3。结果分析应具有较高的强度和较好的冲击韧性。依据成分分析可知，该零件所用材料的40Cr裂。40Cr[1]。说明该批零件并未按要求进展调质处理，可能只是头部镦成型后进展正火处理。由于这种网状铁素体的存在，破坏了组织的连续性，导致基体强度[2]，钢件中魏氏组织的存在，使材料的力学性能明显下降，尤其是冲击韧性下降很多。这种组织的形成是由于零件在热加工过程中的终锻温度过高而冷却又过缓，导致了铁素体沿晶界呈网状析出。这种不良组织状态是造成零件断裂的根本缘由。简洁形成应力集中，变速箱制动时，必定会加大对螺栓施加各方向应力，当应力超过其断裂强度时，造成在应力集中的薄弱处断裂。结论螺栓断裂的根本缘由是由于零件在热加工后，未按热处理工艺要求进展处裂。日本爱信用高强度螺栓材质SCM440〔主减齿圈连接螺栓〕40Cr40Cr钢的最大屈服强度：试样毛坯尺寸〔mm〕：25热处理：〔℃〕：850；冷却剂：油其次次淬火加热温度〔℃〕：-〔℃〕：520；冷却剂：水、油抗拉强度〔σb/MPa〕：≥980屈服点〔σs/MPa〕：≥785屈服点〔σs/MPa〕：≥785断后伸长率〔δ5/%〕：≥9断面收缩率〔ψ/%〕：≥45冲击吸取功〔Aku2/J〕：≥47布氏硬度〔HBS100/3000〕〔退火或高温回火状态〕：≤42CrMo强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和长久强2023m●化学成份：C：0.38～0.45硅Si：0.17～0.37Mn：0.50～0.80S≤0.035P≤0.035铬Cr：0.90～1.20Ni：允许剩余含量≤0.030Cu：允许剩余含量≤0.030钼Mo：0.15～0.25●力学性能：σb(MPa)：≥1080(110)屈服强度σs(MPa)：≥930(95)伸长率δ5(％)：≥12断面收缩率ψ(％)：≥45冲击功Akv(J)：≥63αkv(J/cm2)：≥78(8)硬度：≤217H