遼寧緊固件?常見的失效模式與特征

遼寧緊固件作為機械制造領域和工程領域零部件裝配中較為常見和基礎的一種配件，在緊固結構中發揮著巨大的作用。

對于緊固件在其生產、裝配、使用和維修過程中，由于各種因素的影響造成其早期失效時發生。

對于緊固件常見的失效模式分為淬火開裂、過載斷裂、扭轉剪切斷裂、橫向剪切斷裂、疲勞斷裂、氫脆斷裂、腐蝕破壞、蠕變失效及滑牙失效。

1.淬火開裂

螺栓進入調質處理制程，首先需要進行淬火處理，由于工藝不當，采用水淬或淬火油水分都會產生淬火裂紋。

出現淬火裂紋一般與結構設計不合理，如頭下R角太小、材料選擇不當或材料缺陷、預熱處理方式、淬火加熱溫度和速度、淬火冷卻速度、回火方式等。

通常淬火裂紋發生在頭部棱角，桿部縱向，桿部橫向螺紋牙底等位置，上圖所示的縱向淬火裂紋。

淬火開裂分組織應力和熱應力產生的；組織應力是內壓外拉，切向力大于軸向力；而熱應力是內拉外壓，并且軸向力大于切向力。

2.過載斷裂

螺栓裝配及使用過程，發生的瞬時斷裂的現象，其超出螺栓承受能力發生螺栓失效的現象。根據過載斷裂形式分為韌性過載斷裂與脆性過載斷裂；根據裝配所受摩擦特性的不同分為低摩擦拉伸斷裂與高摩擦扭轉斷裂。

2.1韌性過載斷裂

發生韌性斷裂顯著的特征是在斷裂處出現明顯的縮頸現象，類似杯錐狀，裝配過程出現一般為摩擦系數過低或硬度過低。

對于韌性斷口一般表現為：

斷口表面粗糙，色澤灰暗，呈現纖維狀；

肉眼可見的塑性變形，斷口邊緣呈45°的剪切唇；

微觀特征表現有大量的韌窩。

2.2脆性過載斷裂

發生脆性斷裂顯著的特征是在斷裂處沒有明顯的塑性特征，與一般的脆性斷裂類似，裝配過程出現一般摩擦系數較高或硬度較高。

對于斷口一般表現為：

無明顯的塑性變形；

斷口呈放射狀，人字花樣；

微觀特征表現解理，河流花樣，舌狀花樣，沿晶脆斷，沿晶韌窩。

3.扭轉剪切斷裂

當螺栓擰入螺紋孔有異物阻塞或漏裝被連接件等一些情況，阻止螺紋運動，造成扭轉剪切受力。發生斷裂位置與正常過載斷裂位置一致，應力集中點易發生斷裂。

對于強度高的螺栓斷口一般表現為：

軸向不發生塑性變形；

斷口光滑，有明顯的扭轉痕跡，終斷口位置較明顯。

4.橫向剪切斷裂

當螺栓承受較大的橫向載荷，如果螺栓選用不當或螺栓未打緊等，在外載的作用致使被連接件產生滑移，在滑移位置形成剪切斷口 。

5.疲勞斷裂

疲勞斷裂是在交變應力作用下造成的，緊固件通常發生疲勞斷裂的位置，一般集中在頭下R角處，螺紋與螺桿交匯處，螺紋嚙合的一顆牙紋處。對于斷口樣貌包括疲勞源區，擴展區和瞬斷區判別方法：

有向外輻射的疲勞臺階和放射棱線；

微觀有明顯撕裂樣貌。

6.氫脆斷裂

氫脆斷裂失效是在實際應力遠低于材料抗拉強度的條件下，經過使用一段時間后仍會發生的零件實然破斷失效。

氫脆宏觀斷口有一般可見的放射棱線、無宏觀的塑性變形、斷口齊平、結構粗糙、色澤灰亮；氫脆斷裂微觀形貌主要為沿晶斷裂，晶粒表面存在撕裂棱（爪狀紋 ）；有的氫脆斷口為準解理．緊固件的強度與硬度越高，氫脆的傾向越大。

一般認為，當硬度小于HRC35時，氫脆傾向明顯減小，在嚴重氫脆環境下，須小于22HRC。

7.腐蝕破壞

螺栓長期服役后發生嚴重的銹蝕無法分解、螺栓表面由于環境腐蝕形成腐蝕坑并誘發疲勞斷裂等均為常見的腐蝕斷裂形式。

按腐蝕破壞的方式分為：均勻腐蝕、局部腐蝕及腐蝕斷裂。

均勻腐蝕是作用在整個金屬表面上，腐蝕速率大體相同；

局部腐蝕說腐蝕在一定的區域發生，而腐蝕斷裂是由腐蝕產生的斷裂。

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