10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓斷裂失效分析
發(fā)布時(shí)間:
2020-09-19
螺栓斷口形態(tài)1.2裂紋位置與狀態(tài)顯示斷口位于牙1與牙2之間,集中于牙1受載面牙根處。查閱裝配圖可知,第3~6牙螺紋正好位于配合件沉孔處,第2螺紋為與配合件內(nèi)螺紋配合的首牙螺紋,即斷口正好處在該螺栓與配合件的起始結(jié)合部位。
4個(gè)螺距范圍內(nèi)的齒根(第1~5牙螺紋)部位可見明顯的裂紋痕跡。(a所示為第1 ~2牙螺紋的根部裂紋的低倍掃描電鏡圖像,箭頭所指部位明顯可見齒根處裂紋。金相顯示第1~5牙螺紋牙根圓弧處均有裂紋產(chǎn)生,深度0. 15~0.30第5~6牙齒根圓弧處未發(fā)現(xiàn)裂紋。(b)所示為第3 ~4牙壓根圓弧處的裂紋放大圖,所示該螺栓牙型角約為59.6經(jīng)檢測其齒根過渡圓弧半徑約為0.32mm 2成分、組織及硬度檢測所示為螺紋側(cè)面邊緣位置的顯微組織照片,基體為較細(xì)的調(diào)質(zhì)態(tài)的回火索氏體+3%未溶鐵索體組織正常,符合GB/T3098. 1―2000要求的獲得90%以上回火索氏體要求;邊緣顏色明顯比其它部位顏色深。對該螺栓截面不同深度進(jìn)行光譜化學(xué)分析(SFECTRCMEIER光譜分析儀)其化學(xué)成分見表1所示,可見其表層己嚴(yán)重滲碳;同時(shí)根據(jù)GB/T3098.1―2000用硬度法進(jìn)行表層滲碳檢測,檢測部位為齒測沿中徑線檢測,其硬度梯度值見表2檢測結(jié)果可表明其表面硬度明顯高于心部硬度。橫截面1/2半徑處檢測該螺栓基體硬度為359 ~39HRC硬度要求。
表1化學(xué)成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù),距表面距離/mm心部表2硬度法測表層碳深度/mm 0.42心部相鄰齒心部硬度/. 3缺陷分析3.1斷口分析中所示F區(qū)為疲勞擴(kuò)展區(qū)斷面,斷面與螺栓軸向約成90疲勞源位于中1所示部位,該裂紋起始于螺紋根部。(a)顯示為F區(qū)斷口裂紋源處高倍掃描電鏡圖像,因斷口裂紋源處己被嚴(yán)重磨損,其斷面光滑,但仍然可見有微擠壓變形痕跡和微裂紋;(b)顯示為F區(qū)斷口邊緣的低倍掃描電鏡圖像,該疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū),具有疲勞斷口特有的貝紋線,貝紋線有明顯的推進(jìn)痕跡,貝紋線先期呈弧形向內(nèi)推進(jìn),線紋細(xì)密,中后期則呈直線向內(nèi)推進(jìn),線紋較粗,因斷面被反復(fù)多次擠壓摩擦,使該區(qū)域變得比較光亮。
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