40Cr钢螺栓断裂分析

分析40Cr汽车发动机底座固定用六角头螺栓断裂的原因。采用断口分析、元素分析、金相分析、力学测试和氢含量测定对断裂试样进行研究,结果表明:螺栓断口附近无明显塑性变形,断面较平齐,呈亮灰色,微观断口沿晶分离,晶粒轮廓鲜明,晶面上伴有鸡爪痕,断口附近氢质量分数高达0.00180%,认为残存在螺栓中的氢造成了螺栓延迟断裂。给出氢致延迟断裂的预防措施:(1)合理安排热处理工艺,控制热处理气氛,减少渗碳。(2)增加去氢工艺,减少螺栓中的氢残留。     

风电机组用高强度螺栓断裂分析

风电机组用M39×315高强度螺栓在安装时断裂。通过化学成分分析,宏观和微观检验等方法对断裂原因进行分析。结果表明:螺栓断口为典型的在拉伸载荷作用下发生的混合型断裂,以脆性断裂为主,断口区域大小为400～550μm。螺栓心部存在少量沿晶分布的小块状铁素体,表明螺栓在热处理时加热不足。断裂螺栓钢中表面与心部非金属夹杂物无明显差别,D类环状氧化物夹杂物级别约为粗D2～D2.5级。断裂源区呈现的沿晶断裂和解理断口主要是螺栓热轧盘条存在不良组织缺陷所致。建议加强对螺栓B7钢原材料热轧态组织的进厂检验,分析其带状组织及热处理组织缺陷。对每批螺栓淬火后检查其淬透情况,以确保高强度螺栓心部马氏体组织体积分数达到90%。     

内六角螺钉断裂失效分析

ML40Cr钢12.9级内六角螺钉在装配过程中发生断裂。对断口进行宏观和微观检验分析,结果表明:螺钉表面组织为回火屈氏体及回火索氏体+少量未溶铁素体,表面硬度平均值443.7 HV0.3,断口附近氢质量分数为4.47×10-6,断裂源区及其余外缘均为沿晶断裂形貌,部分晶粒表面出现类似鸡爪纹或发纹特征,表现出氢致延迟断裂的特征,扩展区和终断区主要为沿晶和韧窝的混合断裂形貌。建议采用ML35CrMo或42CrMoA钢制造,改进原材料酸洗工艺;热处理前增加去鳞工序;改善热处理工艺以降低螺钉的抗拉强度和硬度值,增加驱氢工艺,并对该批次螺钉进行48 h氢脆验证试验。     

六角头螺栓断裂分析

六角头螺栓安装1 a后出现断裂,对螺栓断口采用宏观检验,断口较平直,断面上存在放射状条纹。断口分析表明,晶粒间有二次裂纹,晶面上存在大量"鸡爪痕",部分区域微观形貌为准解理断口,并伴有少量韧窝。表面和心部显微硬度满足标准要求,断裂螺栓心部组织为回火索氏体,螺栓断口附近螺纹表面未发现増碳现象。断裂螺栓断口氢质量分数为3×10~(-6)。结果表明:螺栓为氢脆断裂,是由于选材不合理、基体残留氢含量偏高及螺栓硬度偏高造成的。     

大扁头螺栓断裂失效分析

分析大扁头螺栓服役断裂的原因,采用扫描电镜、光学显微镜、直读光谱仪对该螺栓进行了宏观、微观、化学成分、硬度和拉伸试验。结果表明:螺栓断裂源区为沿晶断裂形貌,晶面可见"鸡爪形"发纹,并伴有晶间二次裂纹。螺栓心部硬度过高及存在表面增碳,基体含有一定量的氢,因此判定螺栓失效模式为氢脆。建议完善螺纹成型工序,严格控制热处理参数。     

65Mn卡箍氢脆断裂失效分析

厚度0.5 mm飞机座舱照明用65Mn卡箍装配过程中出现裂纹,扳动后断裂。采用能谱分析、扫描电镜等对断口处进行分析,结果表明:卡箍断裂件化学成分符合标准;断口大多为沿晶断裂,晶界面上有发纹线,未发现二次裂纹,部分断裂为穿晶断裂,未发现断口边缘有加工损伤痕迹;能谱分析未在晶界上发现杂质元素;金相组织为回火索氏体;显微硬度符合标准要求。卡箍产生断裂的主要原因:由于壁厚太薄,拐角较锐利,镀锌时致使大量氢聚集并呈弥散分布,进而形成沿晶裂纹,在外力作用下,导致沿晶脆性断裂。     

十二角螺栓断裂失效分析

用于锅炉排气管法兰的660耐热钢螺栓发生批量断裂.通过宏观形貌分析,扫描电镜能谱分析、金相组织检测、硬度检测、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析.结果 表明:螺栓断口附近无明显塑性变形,断裂起始于心部;断面覆盖氧化层,无法观察典型的断口学特征;金相组织可见断口附近存在沿晶二次裂纹,裂纹内部存在氧化填充物,裂纹两侧...     

ML30CrMnSi螺钉断裂分析

ML30CrMnSi螺钉在装配时出现断裂。采用断口宏观形貌观察和扫描电镜观察、金相组织检查、硬度及氢含量测定等方法分析螺钉断裂的原因,并确定螺钉的断裂性质为脆性断裂。脆性断裂原因:螺钉头部的十字槽冷镦成形过程中操作不当,导致十字槽底部产生裂纹,在酸洗、镀锌等工艺过程中,由于氢沿裂纹渗入基体,在外力作用下故障件容易发生脆性断裂。螺栓材料中微裂纹、应力集中和其他缺陷的存在,是加速氢的聚集、扩散乃至断裂的必要条件,从而导致螺钉在装配过程中出现断裂。     

40Cr六角螺栓断裂失效分析

螺栓安装不久后断裂。采用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱分析仪、测氢仪、硬度计对断裂螺栓断口的宏观和微观组织形貌、硬度、化学成分、氢含量进行检查和分析。结果表明,螺栓断裂失效的原因主要是螺栓加工过程中采用了酸洗,并且酸洗渗氢后没有除氢,使螺栓氢含量过高造成氢脆隐患,在安装应力的作用下引发氢致延迟断裂。建议10.9级螺栓表面处理前,不进行酸洗处理;如果高强度螺栓进行电镀,在电镀后4 h内必须进行除氢处理。     

20 Mn螺钉氢脆断裂分析

利用化学成分分析、断口宏观和微观观察、显微组织检验、渗碳层深度测定、氢含量检测等方法,对断裂螺钉与无质量问题螺钉进行分析比较.结果表明,螺钉断裂符合氢脆的延迟断裂、沿晶断裂的特征,为氢致断裂,不良品含氢量较高及硬度值偏大增加了氢脆敏感性.