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鍍鋅螺釘斷裂原因失效分析

2020-07-20 13:47:05 

復(fù)合槽盤(pán)頭螺釘,材料為AISI 1022A,規(guī)格為10-32×0.5″,表面銀白色電鍍鋅。螺釘在安裝時(shí)未達(dá)到規(guī)定扭矩值發(fā)生斷裂。

取斷裂失效件1件,同批未安裝件3件,不同合格批3件,進(jìn)行分析。

14.10.1  試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果

失效件斷裂部位均為頭桿結(jié)合處,無(wú)明顯頸縮現(xiàn)象,斷口呈扭斷斷裂形貌特征,見(jiàn)圖14-70、圖14-71

圖14-70 斷裂件與同批產(chǎn)品 圖14-71斷裂件宏觀形貌

圖14-70  斷裂件與同批產(chǎn)品              圖14-71斷裂件宏觀形貌

對(duì)斷裂件進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè),結(jié)果滿(mǎn)足AISI 1022A材料標(biāo)準(zhǔn)要求

    對(duì)斷裂件進(jìn)行硬度檢測(cè),結(jié)果為HRC20~21。

斷口觀察可見(jiàn)多源斷裂源,起源于頭桿結(jié)合處表面,終斷區(qū)于螺栓內(nèi)部,斷口為典型的扭斷斷口,斷口形貌見(jiàn)圖14-72。

對(duì)失效件和合格件分別作金相組織檢查,失效件和合格件的組織相同,都為均勻的粒狀珠光體組織,見(jiàn)圖14-73。

圖14-72 宏觀斷口形貌

                   圖14-72  宏觀斷口形貌

圖14-73 球化珠光體組織

圖14-73  球化珠光體組織

對(duì)斷裂件進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè),結(jié)果滿(mǎn)足AISI 1022A材料標(biāo)準(zhǔn)要求

    對(duì)斷裂件進(jìn)行硬度檢測(cè),結(jié)果為HRC20~21。

14.  分析與討論

螺釘在安裝時(shí)還沒(méi)有未達(dá)到規(guī)定扭矩值時(shí)發(fā)生斷裂。失效件斷裂部位均為頭桿結(jié)合處,無(wú)明顯頸縮現(xiàn)象,斷口呈扭斷斷裂形貌特征。

該批螺釘沒(méi)有進(jìn)行熱處理,其金相組織為粒狀珠光體組織,屬于原材料的組織。粒狀珠光體組織的螺釘硬度值較低。

由于螺釘硬度值較低,不能滿(mǎn)足安裝要求,在安裝應(yīng)力的作用下扭矩值沒(méi)有達(dá)到規(guī)定時(shí),在螺釘頭桿結(jié)合處應(yīng)力集中的地方發(fā)生扭斷掉頭。

14. 結(jié)論與啟示

(1)該螺釘硬度值較低不能滿(mǎn)足安裝要求,在安裝應(yīng)力的作用下發(fā)生斷裂。

(2)該螺釘沒(méi)有進(jìn)行熱處理,造成硬度值低不能滿(mǎn)足安裝要求。

(3)該螺釘只能適應(yīng)較小的安裝應(yīng)力。如果有安裝應(yīng)力要求,建議進(jìn)行熱處理提高強(qiáng)度和硬度。

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