螺钉氢脆断裂失效分析

螺钉在装配时发生断裂。采用扫描电镜和金相检查对螺钉断口进行宏观和微观分析,并进行硬度及化学成分检测。螺钉断口均呈沿晶形貌,局部有韧窝,晶界面上有细小条状的撕裂棱线;金相组织为回火索氏体;化学成分符合标准要求;显微硬度值明显高于正常螺钉硬度值。结果表明,螺钉热处理不当,造成抗拉强度明显过高;同时酸洗过程中,螺钉在酸溶液中浸泡时间过长,致使大量氢渗入螺钉,增大了螺钉氢脆的敏感性,最终导致螺钉氢致脆性断裂。     

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。     

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。     

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。     

42CrMo六角头紧固螺栓断裂失效分析

对断裂的列车牵引杆车钩六角头紧固螺栓进行了硬度和拉伸试验,应用扫描电子显微镜、能谱仪、光学显微镜、直读光谱分析仪进行宏观、微观、化学成分分析。结果表明:基体残留氢质量分数较高,装配作业不在可控范围,螺栓断裂原因是氢致延迟断裂。     

扭转弹簧氢脆断裂失效分析

直径0.6 mm的70#冷拔碳素弹簧钢丝镀镉后,制成中径4.0 mm扭转弹簧,在装配时发生断裂。采用能谱分析(EDS)、金相分析和扫描电镜(SEM)对断口进行了宏观和微观检测及分析。结果表明:弹簧在绕制过程中的残余拉应力以及在镀前接触了含氢介质,致使大量的氢残留并呈弥散分布形态,进而形成沿晶裂纹,在外力作用下,导致弹簧沿晶脆性断裂。     

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。     

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.     

圆柱螺旋弹簧氢脆断裂失效分析

对圆柱螺旋弹簧的断裂行为进行研究,结果表明:制造工艺引入到弹簧中的拉应力以及酸洗工艺渗入弹簧表层的氢原子是导致弹簧发生延迟断裂的主要原因,其断裂方式是一种典型的氢脆断裂。在制造工艺上控制弹簧表层的拉应力水平以及控制或避免环境中氢原子的扩散渗入,把镀锌前除氢改为镀锌后除氢,能有效地避免氢脆断裂的发生。     

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。     

接触网立柱Q355B地脚螺栓断裂失效分析

铁路工程用接触网立柱Q355B地脚螺栓安装过程中出现断裂失效.对断裂螺栓进行化学成分分析、碳当量值验算、断口宏观及微观形貌观察、非金属夹杂物检验、金相组织检验等.结果 表明:地脚螺栓局部出现了过热熔融现象,且碳当量值较高,螺栓局部受热后在冷却过程中产生针状马氏体淬硬组织,受到外力冲击时萌生裂纹源并迅速扩展断裂.     

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。     

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...     

食品挤压机模头失效分析

在传统的失效分析步骤中如入对破损件的有限元分析，利用ANSYS有限元分析软件对挤压机模头进行应力分析，得出模头容易发生失效的危险区域，再利用后续检测手段来确定其失效的主要原因，并在此基础上选择材料和确定加工工艺。     

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。     

转向架轴箱弹簧断裂失效分析

为分析某车转向架轴箱弹簧服役过程中出现的断裂失效,应用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱分析仪等,对断裂件的组织形貌进行宏观和微观检查,并对硬度、化学成分等进行分析。结果表明:由于弹簧表面严重脱碳,局部存在挤压和磨损,以及有不连续的表面缺陷,产生疲劳裂纹,造成了局部应力集中;在交变载荷作用下局部应力集中处成为疲劳源,产生疲劳裂纹并不断扩展直至最终失稳疲劳断裂。     

风力发电机高强度螺栓断裂分析

采用扫描电镜、硬度检验、冲击性能试验、金相检验、化学成分分析等方法对安装在某风力发电机上的12.9级高强度螺栓断裂原因进行分析。结果表明,螺栓的断裂原因是氢致延迟断裂,螺栓基体残留一定浓度的氢及预紧力过大是诱发螺栓氢脆的主要原因。提出高强度螺栓制造、安装以及使用过程中应注意的问题。     

Fracture mechanics models applied to delayed failure of LVL beams

Several theories for modelling fracture and slow growth of a crack in wood have been developed. The various models may be differentiated by the specifically regarded stress levels, failure mechanisms and averaging procedures. This paper deals with the application of viscoelastic fracture mechanics models to predict delayed failure of a timber element in bending. Simulations are compared to experimental results of bending tests carried out on LVL (Laminated Veneer Lumber) notched beams. This analysis emphasizes the influence of the geometry and of the size of the beam as well as of the damage area on the delayed failure.