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浙江國檢檢測

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高強度內六角圓柱電鏡掃描與成分檢驗斷裂失效分析

2020-06-23 11:17:57 

12.9級M8內六角圓柱螺栓,材料為40Cr,螺栓表面發(fā)黑涂油處理。螺栓用于固定工作臺,安裝扭矩為50N•m,安裝時在螺紋上涂有固定膠水,安裝5個月后斷裂。

螺栓安裝現場照片,見圖12.1;螺栓斷裂位于螺紋處的螺紋牙底,斷面銹蝕,螺紋部位有白色膠水殘留,螺栓斷裂殘件見圖12-2.

螺栓安裝現場照片 斷裂螺栓宏觀形貌

圖12-1 螺栓安裝現場照片 圖12-2 斷裂螺栓宏觀形貌

(1)對斷裂螺栓斷口掃描電鏡分析

斷口無明顯宏觀塑性變形,表面有銹蝕和放射性條紋,根據放射條紋走向可判斷起裂源位于螺栓邊緣,斷面掃描電鏡的宏觀形貌見圖12-3;斷口微觀形貌見圖12-4。

裂紋源處斷口微觀上為典型的冰糖狀沿晶斷口,晶面上有明顯的雞爪痕,存在晶間二次裂紋。

圖12-5所示為裂紋源外側螺紋面微觀形貌,可見表面部分區(qū)域表面氧化處理層已經剝落,剝落處表面有針孔狀酸腐蝕。

圖12-6所示為斷面心部微觀形貌,為冰糖狀沿晶斷口,晶面上有大量雞爪痕痕跡。

圖12-7所示為斷口瞬斷區(qū)微觀形貌,為韌窩和沿晶混合斷口。

斷面宏觀形貌,裂紋源處斷口微觀形貌

圖12-3 斷面宏觀形貌, 圖12-4 裂紋源處斷口微觀形貌

裂紋源外側螺紋面微觀形貌 圖12-6 斷面心部微觀形貌

圖12-5 裂紋源外側螺紋面微觀形貌 圖12-6 斷面心部微觀形貌

瞬斷區(qū)微觀形貌


圖12-7 瞬斷區(qū)微觀形貌

(2) 螺栓材質成分分析

采用直讀光譜法對進行化學成分分析,該螺栓材料為40Cr鋼

(3)氫測定

對斷裂殘件進行氫含量測定,螺栓的氫含量較高,邊緣高于心部。心部氫含量:6.6 ppm;邊緣氫含量:9.5ppm。

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