42CrMo合金钢螺栓的断裂失效分析

通过宏观和微观断口形貌观察、化学成分分析、力学性能检测、金相观察、渗氮层检查等方法对42CrMo合金钢的螺栓断裂原因进行分析。结果表明:螺栓断裂属于大应力集中高应力双向弯曲疲劳断裂,裂纹起源于螺栓退刀槽靠近螺杆端圆角处;由于表面渗氮硬度高,韧性和抗疲劳性能下降,承载大冲击载荷能力减弱,引起螺栓断裂失效。改进工艺后,螺栓圆角处不做渗氮强化,螺栓没有发生断裂失效。     

钛合金螺栓断裂原因分析

某型飞机在完成飞行科目后,在对其进行例行检查时,发现钛合金连接螺栓断裂.通过对螺栓断口宏微观观察、力学性能测试、装配生产流程分析等方法,确定了螺栓断裂性质和原因.结果表明:螺栓断裂性质为疲劳断裂;单耳与螺栓呈一定角度和单耳的孔边没有倒角,加剧了螺栓光杆部位的磨损,破坏了螺栓表面完整性是导致螺栓断裂的原因;通过增加单耳孔...     

汽车主轴的断裂失效分析

对某型号汽车断裂失效主轴进行了化学成分、常温拉伸、常温冲击、硬度等测试,并对宏观断口和微观断口进行了观察,分析了汽车主轴的断裂原因。结果表明,发生断裂的汽车主轴的化学成分、常温拉伸力学性能和冲击性能都符合GB/T 1220-2007标准要求;汽车主轴的断裂为脆性沿晶断裂,裂纹源位于螺栓根部的应力集中处;断裂原因是主轴的热处理工艺不当,局部产生过烧组织所致。     

D20发动机连杆螺栓失效分析

从化学成分、硬度、断口宏观形貌、显微组织等对断裂失效的D20发动机连杆螺栓进行了分析。结果表明,发生在螺纹处断裂的螺栓是由于热处理后滚丝成型不当造成表面加工缺陷,在交变载荷的作用下,产生微裂纹,进而至螺栓完全断裂;在头部支承面处断裂的螺栓因无圆角过渡、加工制造粗糙,在交变载荷的作用下,发生应力集中,致螺栓断裂。建议严格控制热处理工艺过程,提高螺栓加工精度。     

柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。     

动车组夹钳螺栓断裂原因分析

动车组制动夹钳紧固螺栓在安装过程中发生断裂.采用扫描电子显微镜、光学显微镜、电感耦合等离子体光谱仪等对断裂螺栓进行断口形貌、显微组织及化学成分检测与分析.结果表明:断裂螺栓化学成分、显微组织均未见明显异常;螺栓断面可见明显高温氧化痕迹和粗大晶粒轮廓,且局部晶界熔化,在圆角处与表面连通;原奥氏体晶粒内部和螺栓其他部位可见...     

动车转向架六角头螺栓断裂失效分析

通过宏观形貌分析、扫描电镜及能谱分析、金相组织检测、力学性能检测、化学成分检测对六角头螺栓断裂原因进行分析。结果表明， 失效螺栓的化学成分、表心硬度、显微组织、晶粒度等指标均无异常。断口宏观形貌显示，约1/2断面区域呈黑色。经能谱扫描表明，黑色区域氧化严重，该区域可能经历过高温氧化。断口微观可见明显的沿晶断裂形貌，晶粒粗大。结合螺栓制造工艺，推断红打工序加热炉存在“跑温”情况导致样品发生过烧。因此，判断螺栓失效模式为过烧引起的过载断裂。     

45钢拖拉机曲轴断裂分析

用45钢制造的拖拉机曲轴在服役过程中经常断裂,大多数发生在曲柄与轴颈过渡圆角处,对断口和失效原因进行分析。结果表明,过渡圆角处的强度低是造成曲轴早期断裂的主要原因。通过提高曲轴淬透性和过渡圆角处强度,解决了断裂问题。     

驱动轴的开裂失效分析

对驱动轴的断口进行了试验及分析。结果表明:驱动轴显微组织、硬度、化学成分均符合技术要求,裂纹起源于法兰盘的R圆角部位,断口上有波浪状的疲劳扩展纹。淬火感应器在R角处加热时间过长,该处淬硬层过深以及法兰盘区域的淬火直径过大,是造成开裂的主要原因。采取的改进措施是减少感应器在该位置的加热时间和提高中频机床的淬火频率。经实际验证,改进后的驱动轴服役21万km至今完好,说明失效问题得到了解决。     

中间轴疲劳断裂失效分析

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、硬度计等检测工具,对分动器中间轴断裂原因进行了分析与研究。结果表明,中间轴的断裂属于早期旋转弯曲疲劳断裂。断裂的主要原因是结构设计不合理,即台阶根部半径太小,且与螺纹根部距离过近,两处的应力集中程度都较大。针对中间轴失效原因采取了一些合理的预防措施,如增大台阶根部圆角半径,取消螺纹,避免了中间轴疲劳断裂。     

轮毂螺栓断裂有限元分析

应用有限元法预测了轮毂螺栓断裂的原因。通过拉伸实验获得了JIS SCM435热处理后的力学性能,应用理论计算得到某轮毂螺栓的摩擦系数,基于Normalized CL韧性断裂准则计算得到该螺栓的断裂系数。应用DEFORM-3D仿真软件对该螺栓的断裂过程进行了有限元模拟分析。结果表明,该轮毂螺栓的断裂是由于外力施加扭矩过大所导致。当螺母开始拧紧时,在剪力作用下,与螺母咬合的第一圈螺纹牙根处应力最大,当拧紧达到一定程度后,第一圈的螺纹牙受到严重破坏,观察螺栓内部应力变化时,螺母下方未咬合螺纹段的中心处的应力开始增大,并向外扩散,表明此时拉力起主导作用。在最后的断裂阶段,拉力逐渐减小,剪力开始起主导作用,从产生裂痕的牙根表面处,由外向内以45°形式产生断裂,与实物断裂形貌基本一致。研究结果可作为推测断裂原因的参考。     

圆角滚压对螺栓残余应力分布及疲劳寿命的影响

利用ABAQUS结合Fe-safe建立了TC4钛合金高锁螺栓的圆角滚压和拉拉疲劳有限元模型,并进行了试验验证。分析了滚压深度、滚轮圆角半径对螺栓残余应力分布和疲劳寿命的影响规律。滚压后,螺栓的疲劳寿命由3万次提高至20万次以上;随着滚压深度的增加,螺栓圆角的最大压应力和压应力深度也随之增加并趋向于稳定,疲劳寿命出现先增后减的趋势;随着滚轮圆角半径的增加,滚压后螺栓的压应力区域增大,表面最大压应力减小,并在滚轮圆角半径为螺栓圆角半径的90%时趋于稳定,最佳滚轮圆角半径为螺栓圆角半径的90%～95%,尺寸过大或过小均会导致疲劳寿命显著降低。结果表明,在滚压深度为0.02 mm、滚轮圆角半径为0.47 mm时,螺栓圆角的疲劳寿命达到最大值。     

柴油发电机主轴承螺栓断裂分析

分析柴油机发电机主轴承紧固螺栓断裂原因,对断裂件的化学成分、力学性能和断口宏、微观形貌等进行观察和检测。结果表明:该螺栓的化学成分除Cu元素外,其余均满足设计标准;抗拉强度高出设计要求值约为18%,硬度值超出设计要求范围上限约为5%,螺栓断裂与其材质无关,但螺栓高的强度和硬度容易使微动裂纹扩展,从而发生疲劳断裂;螺栓断面存在多处疲劳裂纹源,且裂纹扩展区较大,呈现微动疲劳断裂特征,微动疲劳是引起螺栓断裂的主要原因。     

风机基座螺栓断裂失效分析

采用断口形貌、金相检验、硬度测定和化学成分分析等方法对某型号风机基座螺栓断裂进行了分析。结果表明,螺栓的断裂为单向弯曲疲劳断裂。断裂的主要原因是在配合螺母下第一道螺栓螺纹处存在缩松且该处应力集中明显,成为裂纹源,在振动循环弯曲应力的作用下裂纹扩展直至断裂。     

30CrMnSiA螺栓断裂原因分析

30CrMnSiA螺栓在安装一段时间后断裂.通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度和化学成分检测、破坏拉力试验、氢含量测定以及模拟试验等,确定了螺栓断裂性质和原因.结果表明,螺栓在其材质氢含量仅1ppm条件下发生断裂的性质为氢脆断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,而主要是由于该批次螺栓存在一定程度的回火脆化,加之螺栓材质C元素含量偏高和马氏体组织较粗大,提高了螺栓材料的抗拉强度,增加了材料的氢脆敏感性,最终导致螺栓的氢脆断裂.     

花键轴断裂分析

某20CrMnTi钢花键轴在使用约2个月时发生断裂。对断裂的花键轴进行了宏观检查、显微组织观察和硬度测试,以揭示花键轴断裂的原因。结果表明,花键轴的断裂为疲劳断裂,疲劳源产生在花键轴台阶圆角处。这是由于焊接热产生了脆性的马氏体,致使花键轴台阶圆角处的疲劳抗力降低,引发疲劳裂纹并导致断裂。     

气缸盖螺栓断裂失效分析

某型号柴油发动机气缸盖螺栓安装过程中发生批量性断裂。通过宏观形貌分析、扫描电镜分析、金相组织检测、力学性能检测、安装工艺模拟、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析。结果表明: 螺栓断裂模式为扭拉应力作用下的过载断裂。引起螺栓过载断裂的主要原因是螺栓安装工艺不合理，导致安装过程中螺栓承受轴向载荷过大，超过其强度极限。结合实验室模拟安装结果与现场装配条件对气缸盖螺栓的安装工艺进行改进，制定合理的安装工艺。     

十字接轴断裂原因分析

通过扫描电镜观察、金相检验、化学分析以及硬度检测等手段，对中厚板轧机传动部位的十字接轴断裂的原因进行了分析，发现轴根部存在渗碳层并且变截面处圆角较小、表面加工较粗糙。可认为轴根部存在渗碳层使该处脆性增大、抗裂纹扩展的能力降低是引起该十字接轴断裂的主要原因；变截面处圆角较小、表面加工较粗糙引起应力集中也是引起该十字接轴断裂的重要因素。     

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为：螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。     

660MW汽轮发电机组中压缸汽封螺栓的断裂原因分析

某电厂660MW汽轮发电机组中压缸轴封漏汽严重,检修中发现中压缸前端下部端汽封体垂直结合面螺栓以及下部轴封漏汽盒处端部螺栓均发生断裂现象。通过化学成分分析、力学性能测试、断口宏观形貌观察、金相组织检查、非金属夹杂物分析等手段,分析了螺栓断裂的原因。排除螺栓产生腐蚀疲劳、应力腐蚀、高温脆化断裂、高温蠕变断裂的可能性。最终确定了螺栓断裂原因为疲劳断裂。