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螺釘頭桿斷裂失效原因分析

2020-07-23 16:37:35 

12.9級(jí)內(nèi)六角圓柱頭螺釘,規(guī)格為M4×12,材料SCM435鋼,表面鍍黑鋅。

在安裝時(shí)內(nèi)六角圓柱螺釘在頭桿處斷裂。

試驗(yàn)過程與結(jié)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(zhuǎn)塑性斷裂特征,箭頭所指為最后扭斷區(qū),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(duì)斷口進(jìn)行觀察,整個(gè)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(xué)成分分析,成分分析結(jié)果符合SCM435鋼材料的要求。

斷裂件心部硬度試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定心部硬度385~435HV10,硬度試驗(yàn)結(jié)果為,431~428 HV10,符合《ISO898.1-1999》標(biāo)準(zhǔn)要求,

斷裂件進(jìn)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(diào)質(zhì)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(xué)成分分析、心部硬度、金相組織符合技術(shù)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(gè)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(zhuǎn)斷裂特征。

該M4小螺釘在安裝是由于安裝過載,使螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂失效。

結(jié)論與啟示

(1)該螺釘斷裂失效是由于安裝過載,使螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂失效。

(2)小螺釘在安裝時(shí)要控制好安裝應(yīng)力,防止安裝應(yīng)力過大造成螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂。

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