金屬材料失效原因分析

時(shí)間：2020-01-05作者：廣分檢測(cè)技術(shù)（蘇州）有限公司瀏覽：334

金屬材料失效原因分析:
原因分析
C．1. 緊固件是如何安裝的？
如何安裝緊固件對(duì)緊固件的影響非常大，因?yàn)橛肋h(yuǎn)不可能均勻地用手?jǐn)Q緊螺栓，螺栓摩擦系數(shù)不同、每個(gè)安轉(zhuǎn)人員對(duì)是否擰緊的感覺(jué)也不同。有時(shí)標(biāo)準(zhǔn)扳手的長(zhǎng)度并不能提供合適的杠桿來(lái)擰緊高強(qiáng)度螺栓。
扭矩扳手精度很好，但其他因素的影響，主要是摩擦系數(shù)不確定，導(dǎo)致較終預(yù)緊力不精確。
氣動(dòng)扳手大部分情況是無(wú)法調(diào)節(jié)輸出扭矩的，通常設(shè)定一個(gè)時(shí)速點(diǎn)。如果螺栓充分潤(rùn)滑，螺母螺紋有可能脫扣或者螺栓被過(guò)渡拉長(zhǎng)。


氣動(dòng)工具很快，有時(shí)會(huì)引起螺紋擦傷或者不銹鋼螺紋咬死，甚至是不同的不銹鋼，是速度損傷了緊固件。組裝的速度也可能會(huì)引起螺栓欠預(yù)緊進(jìn)而發(fā)生疲勞失效，因?yàn)楦咚偻七M(jìn)螺母會(huì)使螺母猛擊連接面，連接面也會(huì)對(duì)螺母施加一個(gè)同樣的反作用力這會(huì)使螺栓達(dá)不到預(yù)期的預(yù)緊力



沖擊扳手作用于螺母
沖擊扳手一定會(huì)留下不當(dāng)使用的痕跡，在上圖中，六角頭的腳部有與套筒的角部撞擊的痕跡。
C．2 用到的輔助部件
這主要是檢查螺栓或者螺母的性能等級(jí)或強(qiáng)度等級(jí)已確定螺母螺栓是否匹配。如果不匹配，會(huì)有螺紋脫扣或者疲勞痕跡在斷裂面上因?yàn)閵A緊力損失。
如果使用鍛造墊圈（未熱處理）于8.8級(jí)或較高等級(jí)的螺栓連接，夾緊力也可能損失掉。如果墊圈有明顯的壓痕，說(shuō)明螺栓夾緊力已經(jīng)損失了。用于疲勞工況的墊圈引起夾緊力損失進(jìn)而導(dǎo)致早期失效。
外載荷類型和載荷大小
選取合適的螺栓取決于螺栓在服務(wù)周期中經(jīng)歷怎樣的載荷。如果螺栓彎了，說(shuō)明選取的螺栓強(qiáng)度或者公稱直徑不合適。如果螺栓沒(méi)有適當(dāng)?shù)仡A(yù)緊或維護(hù)重載振動(dòng)載荷或者沖擊載荷會(huì)引起疲勞失效。在連接處也需要有多個(gè)螺栓來(lái)承受連接載荷以降低單個(gè)螺栓的綜合應(yīng)力。
應(yīng)力腐蝕斷裂
有些腐蝕環(huán)境可能導(dǎo)致腐蝕應(yīng)力斷裂，在腐蝕環(huán)境下金屬晶界受到化學(xué)攻擊。滯留水會(huì)形成電解池引起氫脆。
當(dāng)斷裂面有銹蝕時(shí)，這意味著斷裂并非新生成，而是已經(jīng)擴(kuò)展有一段時(shí)間了。這也可能引起其他應(yīng)力起始點(diǎn)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械會(huì)受到嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕即使每天都清洗。有些把螺栓換成了不銹鋼螺栓以避免頻繁更換生銹的螺栓。不幸的是，不銹鋼螺栓可能會(huì)彎或者疲勞斷裂，因?yàn)椴讳P鋼螺栓可能沒(méi)有原來(lái)的螺栓強(qiáng)度高。
一、 客戶只提供了一塊斷裂樣品，講材料為3Cr13。由于條件限制沒(méi)有進(jìn)行化學(xué)分析進(jìn)行確認(rèn)。
二、 從圖二、圖三分析，樣品存在裂紋；而且出現(xiàn)在里端。
三、 從圖六—圖十分析，裂紋為沿晶裂紋，在粗大的回火索氏體基體上有沿晶界分布的裂紋；裂紋內(nèi)有氧化物夾雜。
四、 客戶沒(méi)有介紹該產(chǎn)品熱處理工藝過(guò)程，但從組織狀態(tài)分析淬火加熱溫度偏高，因?yàn)橹挥屑訜釡囟绕邥?huì)使淬火后的馬氏體變粗，雖然經(jīng)過(guò)高溫回火，還保留著馬氏體粗大位向的索氏體組織（見(jiàn)圖十）。
五、 3Cr13不銹鋼導(dǎo)熱性能差，在加熱過(guò)程中發(fā)生相變時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而這種熱應(yīng)力所造成的開(kāi)裂特征就是沿晶界擴(kuò)展，并有明顯的分叉現(xiàn)象，裂紋尾部尖細(xì)，裂紋內(nèi)有氧化物夾雜（見(jiàn)圖六、圖七）。
六、 對(duì)于Cr13型不銹鋼類導(dǎo)熱性差的產(chǎn)品，在熱處理淬火加熱時(shí)盡量避免快速加熱，應(yīng)采用預(yù)熱、分級(jí)淬火等方法，減少相變應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋。


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