某螺栓斷裂原因分析

李冀

（海軍駐武漢四六一廠軍事代表室，武漢430084）

某螺栓斷裂原因分析

李冀

（海軍駐武漢四六一廠軍事代表室，武漢430084）

文中針對某裝置緊固螺栓出現斷裂的情況，著重介紹了螺栓檢測分析的具體過程，得出了斷裂原因的初步結論。

螺栓；斷裂；分析

0 引言

某裝置螺栓緊固結構如圖 1所示，其材料為0Cr17Ni4Cu4Nb，退火狀態交貨，螺栓采用圓鋼棒材直接車制。熱處理工藝為：1040℃/h空冷+580℃/4h時效，硬度控制31～35HRC，緊固處有銅合金墊片，螺栓頭部與鈦合金部件接觸，螺母為TC4材質。整個結構浸泡在海水中。整個裝置共有該種螺栓24件，共斷裂6件，為了弄清斷裂原因，對螺栓進行了檢測與分析。

圖1 螺栓與緊固結構圖

1 檢測與分析

從螺栓端面上看，斷面平齊，無明顯塑性變形，斷口銹蝕嚴重，微觀形貌主要呈沿晶斷裂特征。從上述特征基本可以斷定螺栓斷裂是脆性斷裂。產生脆性斷裂的原因很多，諸如低溫脆性、回火脆性及應力腐蝕斷裂等等，其中應力腐蝕斷裂又可分為陽極溶解斷裂和氫致延遲斷裂。為了找出斷裂的根本原因，對螺栓進行如下分析。

1.1 化學成分分析

分析螺栓的化學成分，所得結果如表1、表2所示。

表1 螺栓材料的化學成分質量分數 %

表2 螺栓材料的氣體含量

從結果可知，工件的化學成分符合標準要求。

1.2 金相組織和低倍檢驗分析

在螺栓上取試樣進行了金相組織分析，其固溶態組織為板條狀馬氏體、少量鐵素體和殘余奧氏體，時效處理后沉淀析出富銅相，殘余奧氏體經X射線定量分析為27%和22%。……