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    螺釘頭桿斷裂失效原因分析

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    瀏覽:- 發布日期:2020-07-23 16:37:35【

    12.9級內六角圓柱頭螺釘,規格為M4×12,材料SCM435鋼,表面鍍黑鋅。

    在安裝時內六角圓柱螺釘在頭桿處斷裂。

    試驗過程與結果

    斷裂件檢查,螺釘在頭桿處斷裂,斷裂件桿部見圖15-1;斷裂件頭部斷口,呈扭轉塑性斷裂特征,箭頭所指為最后扭斷區,見圖15-2。

    圖15-1 斷裂件桿部形貌 圖15-2 頭部斷口宏觀形貌


      圖15-1  斷裂件桿部形貌                圖15-2   頭部斷口宏觀形貌

    掃描電鏡對斷口進行觀察,整個斷口形貌均為韌窩塑性斷裂形貌,且韌窩具有明顯的方向性,韌窩延展方向均指向斷裂源位置,見圖15-3、圖15-4。

    圖15-3 韌窩斷口 圖15-4 方向性明顯的韌窩


          圖15-3  韌窩斷口                   圖15-4   方向性明顯的韌窩    

    斷裂件化學成分分析,成分分析結果符合SCM435鋼材料的要求。

    斷裂件心部硬度試驗,標準規定心部硬度385~435HV10,硬度試驗結果為,431~428 HV10,符合《ISO898.1-1999》標準要求,

       斷裂件進行金相檢查,從斷口附近截取金相樣品,制樣后觀察,組織為調質處理的回火索氏體組織,見圖15-5。

    圖15-5 回火索氏體



    15-5  回火索氏體

     分析與討論

    斷裂件的化學成分分析、心部硬度、金相組織符合技術要求。表明斷裂件的材料合格,熱處理工藝正常。

    斷裂件的整個斷口形貌均為韌性延展斷裂,且斷口韌窩具有明顯的方向性,為扭轉斷裂特征。

    該M4小螺釘在安裝是由于安裝過載,使螺釘扭轉斷裂失效。

    結論與啟示  

    (1)該螺釘斷裂失效是由于安裝過載,使螺釘扭轉斷裂失效。

    (2)小螺釘在安裝時要控制好安裝應力,防止安裝應力過大造成螺釘扭轉斷裂。

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