也来发一个螺栓丝扣底出现裂纹图片

fangqingfeng123

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图1,2,3为400X杆径区
图4为400X螺纹牙尖区
图5,6,7,8为400X螺纹牙底区
图9,10,11为400X杆径脱碳
图12为断口图

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        7903301104螺栓(M6×35)断裂件失效分析
一、常规试验:
1)抗拉试验:25.1-25.3KN  2)扭矩试验:19-20.2N.m  3)硬度: 28-28.5  4)金相组织:回火S,1级;
二、宏观观察:
1)断口:颜色灰暗,无金属光泽,微现扭转遗痕,略成圆弧流变态,多条周向台阶遥相呼应;
2)纵向螺纹面:共14牙牙底小径处出现深度不同裂纹,断裂位置附近区域没有明显塑性变形延伸拉长痕迹(图11-12所示);
三、微观观察:纵向剖开显示其表面有微小裂隙,主要以两种状态分布:
A.相邻螺纹牙底均有不同深度裂隙,并向中心垂直延伸,一部分尾部圆秃无锋,开口较大;另一部分在圆秃的尾部有穿晶扩展延伸;两侧均未有氧化物夹杂及脱碳现象,局部区有残余抛光物,裂隙深度约0.10-0.27MM;
B.螺栓残余杆部表面出现多量小裂纹,呈无规则形态,密排分布,个别螺纹中径区域出现挤压折叠,流线分布明显,约(深度)0.040MM深×(长度)0.10MM;经浸腐后发现表面有全脱碳层,深度约0.0125MM,各裂隙均沿脱碳后的F晶界分布,并均未超过脱碳总深度;
四、分析:
断口面均呈现深灰色,无金属光泽,有金属流变迹象,证明其装配时承受了一定的扭矩,且断面区发生了一定量的塑性位移,而断件纵向螺纹表面未有明显塑性变形拉伸延长痕迹,如图11,图中断件共有14牙牙底出现周向裂纹,纵向观察未有明显塑变形拉长延伸,断裂面有塑性流动痕迹,其流动呈圆弧状,并在图左方向“9点钟”区域出现金属堆积,如图9所示,说明此件在装机时承受了一定的装配应力后,发生了断裂,而从侧面纵向表现出“未有明显塑变形”的状况则说明此件承受的装配应力并没有超过其设计的极限额定值,也就是说此件装机时还没有达其设计的屈服强度就已经先期断裂,而常规材料承载时其首先是进入弹性强度区发生弹性变化,随着载荷的递增而达到屈服状态并发生塑性延伸,最终超过设计极限而产生断裂;因此通过综合以上种种,可以判断出其断裂状态:A.脆性断裂;B.存在先期裂纹造成应力集中并缩降了工件有效承载截面而出现过载断裂;
五、结论:
通过对库存件的常规试验及断裂件的残片分析综合判断,确定断裂件材料存在先期加工裂纹,而在后续滚压过程中挤压、分离、撕裂形成了深度不一的裂隙,从而造成应力集中和工件承载面的减少,装配时受扭应力的作用发生了扭转断裂;
六、诱因:
     A.热处理:由于热处理调质过程中保护性气氛设置的不当或是密闭性不佳造工件表面出现0.0125MM深的全脱碳层,碳的丢失使工件表面产生弱化,将显著降其抗疲劳强度,极易出现疲劳裂纹发生早期失效;而脱碳过程中晶界受到不同程度的氧化变硬、变脆,强度及结合力急剧下降,在表面首先出现沿晶发展的微裂纹;
     B.因断件表面存在有先期微裂,在滚丝工序时滚丝轮牙尖挤压表面微裂,一部分微裂在滚丝轮的推动下以60°角度向两侧贴齐形成少量折叠现象;另一部分微裂因处在滚丝轮的牙尖顶部R角处,在R角的挤压分离下多量的微裂被压紧、贴齐、铺平,少量被撕扯、放大、张开而保留在小径的牙底处,给后续断裂提供了源头及扩展环境;