高强度内六角圆柱电镜扫描与成分检验断裂失效分析

12.9级M8内六角圆柱螺栓，材料为40Cr，螺栓表面发黑涂油处理。螺栓用于固定工作台，安装扭矩为50N•m，安装时在螺纹上涂有固定胶水，安装5个月后断裂。

螺栓安装现场照片，见图12.1；螺栓断裂位于螺纹处的螺纹牙底，断面锈蚀，螺纹部位有白色胶水残留,螺栓断裂残件见图12-2.

图12-1    螺栓安装现场照片           图12-2   断裂螺栓宏观形貌

（1）对断裂螺栓断口扫描电镜分析

断口无明显宏观塑性变形，表面有锈蚀和放射性条纹，根据放射条纹走向可判断起裂源位于螺栓边缘，断面扫描电镜的宏观形貌见图12-3；断口微观形貌见图12-4。  

裂纹源处断口微观上为典型的冰糖状沿晶断口，晶面上有明显的鸡爪痕，存在晶间二次裂纹。

图12-5所示为裂纹源外侧螺纹面微观形貌，可见表面部分区域表面氧化处理层已经剥落，剥落处表面有针孔状酸腐蚀。

图12-6所示为断面心部微观形貌，为冰糖状沿晶断口，晶面上有大量鸡爪痕痕迹。

图12-7所示为断口瞬断区微观形貌，为韧窝和沿晶混合断口。

图12-3   断面宏观形貌，               图12-4 裂纹源处断口微观形貌

图12-5 裂纹源外侧螺纹面微观形貌           图12-6   断面心部微观形貌

图12-7  瞬断区微观形貌

（2） 螺栓材质成分分析

采用直读光谱法对进行化学成分分析，该螺栓材料为40Cr钢

（3）氢含量测定

对断裂残件进行氢含量测定，螺栓的氢含量较高，边缘高于心部。心部氢含量：6.6 ppm；边缘氢含量：9.5ppm。