雙頭螺栓斷裂分析

                                                                 

　　M24×170mm雙頭螺栓，材料為35CrMoA，經調質及發黑處理。安裝在充液氨球罐上作為緊固螺栓。數日后，發現螺栓已斷裂。斷裂發生在一頭螺紋處，如圖圖1所示。斷口基本平整，未見明顯的變形現象，整個斷口呈明亮細小顆粒狀(細晶狀)，呈脆性斷裂形態，如圖2所示。圖下部的螺紋根部區域較平坦，為裂紋起始區;圖上方區域較粗糙，有臺階及放射狀條紋，為快速斷裂區。

　　在斷口附近縱向截取試樣，可見基體組織為回火索氏體。在低倍下可看到螺紋表層組織變形流線，在齒頂有凹陷、微小開裂情況。表明螺紋為擠壓成型，還可看到表面無明顯脫碳，見圖3。

　　在掃描電鏡下，近斷口螺紋表面可看到覆蓋一層很厚的腐蝕產物，表明酸洗、發黑過度。在裂紋源區的次表層區域內，斷口表現出沿晶開裂，并觀察到二次裂紋、少量韌窩形貌。表現出較典刑的氫脆形貌。

　　經化學分析表明，螺栓材質符合35CrMoA技術要求。

　　據以上分析可推斷，可能由于酸洗過度或漂洗不夠，產生氫滲入，導致氫脆斷裂。

　　由于氧脆斷裂是一種延遲性破壞，它可以在應力低于材料屈服強度下，經服役一段時間后突然斷裂，具有很大破壞性和危險性。

　　說明：斷裂位于雙頭螺栓螺紋中間區。

　　說明：螺栓斷口放大后形貌，具有放射狀特征的脆性斷口。箭頭所指處為裂源，位于螺紋根部。

　　說明：為沿螺栓縱向削開后經4%硝酸酒精溶液浸蝕的低倍組織。

　　為斷口附近螺栓表面掃描電鏡圖像。有腐蝕產物覆蓋層，在腐蝕產物堆積較厚的區域出現泥狀花樣，呈龜裂紋，局部區域腐蝕產物已脫落。

　　為螺栓斷口形貌，具有沿晶、準解理和韌窩等氫脆斷裂的混合特征。
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