某钢制螺钉断裂失效分析

某液压缸盖紧固用螺钉在进行试验时发生断裂。采用外观检查、断口宏微观观察、金相检验和硬度测试等方法对两枚断裂失效螺钉进行了分析。结果表明,螺钉A失效性质为过载断裂,其断裂原因主要与装配时拧紧力过大从而产生了扭转剪切开裂损伤有关;螺钉B失效性质为疲劳断裂,其断裂原因主要与螺钉B表面存在脱碳层导致疲劳强度大幅降低有关,且在装配时发生倾斜,螺钉一侧存在附加拉应力,对疲劳失效也有一定的促进作用。建议严格控制热处理工艺和装配过程力矩大小,并加强螺钉孔和螺钉的加工精度控制。     

托板螺钉镦挤成形热处理方案

针对飞机装配大量使用的托板螺钉的镦挤成形工艺,根据其冷镦丝材的材料特性和紧固件行业经验,确定经济、高效的回火预先热处理+回火最终热处理的初步热处理方案。为验证加工工艺的可靠性,根据产品安装和使用情况进行楔负载拉力试验,并对试验结果进行过程能力分析,结果证明:初步热处理方案存在质量隐患,产品的过程能力指数Cpk <0.67。对有质量隐患的产品进行理化试验分析后,证明原有热处理方案的流线和晶粒不均匀是产品不满足质量要求的主要原因。改用低温退火预先热处理工艺和镦挤成形后淬火+回火工艺,再进行楔负载拉力试验和金相检查,结果表明,过程能力指数Cpk>1.67,产品制造流程满足使用要求,加工的产品质量稳定。     

杆端关节轴承失效分析

针对直升机杆端关节轴承杆端体多次出现断裂故障进行失效分析,通过断口宏微观观察、材质检测、能谱分析、裂纹源周围特征观察以及疲劳试验件断口分析等,结合对未装机国产件和进口件杆端体内壁加工表面观察对比,分析出故障件的断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于杆端体内壁与轴承外圈的微动磨损处,故障件发生微动磨损的原因与杆端内壁表面加工方式不合理有关。为深入查找原因,对改进工艺后的同一型号国产件通过不同装配方式进行疲劳试验性能分析和疲劳断裂件失效分析,得出采用温差装配改进后的轴承可最大程度的降低发生疲劳断裂的风险。     

12.9级高强度螺栓断裂原因分析

柴油机12.9级高强度螺栓材料为42CrMo钢,在紧固过程中发生断裂。对断裂的螺栓进行了宏观检验、化学成分分析、锻造纤维流线检验和金相检验,并检查了螺栓的加工工艺,以揭示其断裂的原因。结果表明:螺栓在镦锻过程中,头-杆结合部产生了裂纹,大大减小了螺栓的有效承载面积,在紧固力的作用下发生断裂。检查发现,螺栓有因热处理不当而产生的脱碳,但这不是造成螺栓断裂的原因。     

钛合金螺钉脆性断裂原因分析

钛合金螺钉在装配过程中发生断裂失效,对装配和模拟扭转试验过程中断裂的钛合金螺钉断口进行了宏微观观察和能谱成分分析,对同批次螺钉进行了应力持久试验,对失效钛合金螺钉的金相组织进行了检查.结果表明,螺钉的断裂性质相同,均为脆性断裂;螺钉断裂的主要原因是存在内部缺陷,而与氢致脆性断裂的关系不大;螺钉的内部缺陷可能是在锻造过程后期由于某种偶然因素造成了原始β晶界开裂所致.     

30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂分析

固体火箭发动机燃烧室壳体进行水压爆破试验,未到规定的破坏压强时,喷管固定螺钉即发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、氢含量测定及改进措施验证,确定了螺钉断裂性质和原因。结果表明：螺钉的断裂性质为氢致脆性断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,主要是由于螺钉材料的抗拉强度偏高,增大了螺钉的氢脆敏感性。将螺钉的热处理规范由常规热处理改为等温淬火工艺后,螺钉的氢致脆性断裂得到了有效预防。     

扁圆头螺钉失效分析与工艺改进

利用显微镜和扫描电镜等手段,分析了扁圆头螺钉在装配过程中出现头部与杆部发生脆性断裂的原因。结果表明,脆断原因是螺钉镦头时镦粗比较大而导致头-杆部过渡处存在较大的残余内应力。就此问题,对扁圆头螺钉生产工艺进行改进,在冷镦后增加去应力退火工序,并进行实验验证。     

高强度螺钉断裂失效分析

采用扫描电子显微镜、光学显微镜等检测方法,分析了高强度螺钉断裂失效原因.结果表明,由于热处理工艺不当造成螺纹牙底产生淬火裂纹;螺钉内含有一定量的氢,导致螺钉在使用时间不久后发生氢脆延迟断裂,是引起螺钉断裂失效的主要原因,并提出了改进措施.     

柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。     

汽车防倾杆断裂失效原因分析

利用金相显微镜和扫描电镜对汽车防倾杆断裂件进行了检测,结合防倾杆的制造工艺分析了断裂原因,并提出了针对性的预防措施。试验结果表明:失效防倾杆是脆性断裂,断裂是由于该件在装配前存在原始裂纹。断裂件金相组织以回火屈氏体为主,其横截面呈阶梯状,其中裂纹起源区域存在氧化脱碳现象。断裂件在成形过程中产生的微裂纹是失效的主要原因,微裂纹在淬火过程中发生扩展。     

LY12角片断裂分析

在对飞机进行地面例行检查时,发现用于固定液压管的LY12角片发生断裂,安装在其他部位用于固定液压导管的相同材料、相同热处理工艺的角片亦出现多起类似断裂现象。对失效角片进行宏、微观形貌检查、化学成分检测分析、金相组织检查以及显微硬度检测等理化检验,并对角片的实际装配情况进行了解,确定角片发生断裂的原因。结果表明:角片的断裂性质为疲劳断裂,是实际装配结构和受力的综合结果;提出增加额外固定装置、更换角片材料的改进措施。     

换热器浮头盖SA453螺柱断裂失效分析

某批换热器在浮头盖装配时高强螺柱前后出现两次断裂现象,通过现场调查、化学成分、力学性能、宏观断口、金相观察、结构应力计算及螺柱制造工艺调查等方法,对其断裂原因进行综合分析。结果表明：螺柱和螺母咬合在一起的应力集中是致使最大剪应力超过材料的抗剪强度、导致螺柱扭断的主要原因,最大等效应力明显大于抗拉强度,致使断裂处材料因其高强度而表现出脆性断裂;热处理工艺执行不到位是造成螺柱断裂的次要原因,是螺柱批量生产中堆积装炉热处理的不规范操作所致;螺柱经真空回火热处理后提高了力学性能和硬度,规范紧固件装配操作过程后,满足了使用要求。     

焊后回火温度对G115钢熔敷金属组织及室温力学性能的影响

采用G115钢焊条焊接了熔敷金属试板,然后分别在760、780、800、820 ℃下进行了焊后回火热处理,并对不同回火温度下试样的力学性能和显微组织进行了分析。结果表明,G115钢熔敷金属的最佳回火温度为800 ℃,随着回火温度的升高,析出相M₂₃C₆有长大的趋势。760~820 ℃回火后的冲击断口表现为韧窝断裂和准解理断裂特征,在韧窝内存在焊接冶金脱氧过程中形成的球形第二相粒子。     

M1.0螺丝断裂分析

M1.0螺丝在锁紧螺钉过程中即发生断裂失效。通过断口形貌观察、化学成分、金相组织观察及维氏硬度等分析手段,对断裂螺丝进行检测分析,并与扭力达标的正常螺丝进行对比,确定了螺丝发生断裂失效的原因。结果表明:断裂螺丝的心部存在成分偏析,经热处理后形成带状组织,其组织为珠光体与呈带状分布的铁素体;带状组织的存在,使螺丝强度偏低,因而在小于设计要求扭力的作用下即发生断裂失效。为避免此类失效案件的发生,应加强螺丝原材料的进料检验。     

焊后热处理对复杂结构件完整性的影响

通过考虑热处理前后δ_CTOD值和残余应力变化,研究了焊后热处理对复杂结构件完整性的影响. 对厚板(80 mm)对接接头进行了焊态和热处理态的残余应力测量和断裂韧性(CTOD)试验. 相对厚板对接接头焊态,热处理态的残余应力有效降低,焊缝δ_CTOD值基本不变,热影响区δ_CTOD值有较大幅度下降;对带拘束和装配应力复杂焊接结构进行局部热处理并测试焊态和热处理态的残余应力. 结果表明,残余应力降低不明显,有的部位残余应力水平反而上升. 基于以上试验结果,对多种情况进行结构完整性的评估,发现了局部热处理并不能够改善复杂结构的安全性.     

铝合金轮辋焊-锻复合成形的可行性研究

分析了铝合金焊一锻复合成形工艺对车辆减重的意义,以其在轮辋零件的应用为背景,针对三种硬铝材料2014、2024及2219,采用MIG焊接方法.对其3mm厚板进行了鱼骨形裂纹试验,并对其4mm厚板分别用同质焊丝进行焊接,比较了三种铝合金焊接接头热处理前后的力学性能,由此选择出2219铝合金最适合用来进行轮辋的焊一锻复合成形.     

W2Mo9Cr4VCo8推杆断裂原因分析

W2Mo9Cr4VCo8（M42）推杆在工作中发生断裂,将断裂的、试验后未断裂的三根及未进行试验的,共5根同规格的推杆进行对比,通过扫描电镜微观形貌、硬度、金相组织进行分析。并将完好推杆进行人为弯曲断裂试验,与原断裂推杆断口进行对比。结果表明,M42推杆为过载断裂,断裂原因与推杆端面加工磨削不当导致端面截面尺寸比标准尺寸偏小有关。截面尺寸变小后,紧靠推杆的钢球与该端面撞击后发生偏差,导致推杆除了承受压应力还叠加了弯曲或扭转应力。建议进一步分析异常应力的来源,并加强控制推杆端面的截面厚度的尺寸。     

表面改性技术降低生长棒临床并发症发生率研究进展

生长棒是应用于早发性脊柱侧凸患者矫正治疗的医疗器械.首先介绍了由钛合金或钴铬合金材料制造的单生长棒、双生长棒、Shilla生长棒等在早发性脊柱侧凸矫正领域的临床应用现状;同时总结了生长棒在体内服役时,由于金属疲劳、固定螺钉松动、植入物的磨损和腐蚀等原因导致的金属棒断裂、固定螺钉拔出、金属离子富集等问题,以及由此引起的过敏反应、炎症反应、骨溶解等相关并发症.为降低生长棒临床应用并发症发生率,国内外研究人员采用喷丸、微弧氧化、等离子喷涂、物理气相沉积等表面改性手段,对生长棒进行表面改性.国内外研究表明,采用激光冲击强化、喷丸等可以提高生长棒系统中金属棒的表面硬度及应力,提高金属棒的微动疲劳特性,避免金属棒断裂;采用喷丸、微弧氧化处理和等离子喷涂处理等方法,可以促进生长棒系统中椎弓根螺钉和天然骨界面长合,增强椎弓根螺钉-骨组织的结合强度;采用物理气相沉积可以提高生长棒系统的耐磨性、耐蚀性,进而降低其离子释放量.经过表面改性后的生长棒系统,生物相容性提高,过敏反应、炎症反应、骨溶解等相关并发症的发生率降低.     

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为：螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。     

直升机尾桨连杆组件失效分析

直升机在飞行降落时尾桨操纵连杆发生断裂,对断裂的尾桨连杆组件损伤及磨损情况进行外观检查,宏微观观察分析连杆断口,并对连杆的材料成分、金相组织和硬度进行检查。结果表明：连杆的断裂性质为疲劳断裂,疲劳起源于螺纹根部,疲劳区占断口总面积80%以上;连杆端部的球轴承产生了异常的磨损。分析认为：由于连杆端的球轴承产生了异常的磨损,导致其对连杆的限位功能不良,连杆发生轻微偏转使连杆上形成了附加的弯曲应力。该应力与连杆上的工作应力叠加,造成连杆发生了疲劳断裂。此外,对连杆硬度的检测表明连杆的硬度仅为HRC 22.7,说明其强度较低,疲劳抗力较差,也是连杆容易发生疲劳断裂的原因。