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高强度内六角圆柱电镜扫描与成分检验断裂失效分析

2020-06-23 11:17:57 

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.

螺栓安装现场照片 断裂螺栓宏观形貌

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。

断面宏观形貌,裂纹源处断口微观形貌

图12-3 断面宏观形貌, 图12-4 裂纹源处断口微观形貌

裂纹源外侧螺纹面微观形貌 图12-6 断面心部微观形貌

图12-5 裂纹源外侧螺纹面微观形貌 图12-6 断面心部微观形貌

瞬断区微观形貌


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。

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