飞机盖板螺栓断裂失效分析

某飞机服役一段时间后，机翼盖板1根螺栓发生断裂。通过外观痕迹和断口形貌观察、显微组织检查、硬度测试、能谱成分分析、氢含量测试以及氢脆试验，对螺栓的断裂性质和原因进行了分析。结果表明，螺栓断裂性质为氢致延迟脆性断裂。材料强度偏高，氢脆敏感性较大是螺栓发生氢脆断裂的内因，表面局部腐蚀吸氢是导致螺栓氢脆断裂的直接原因。调整热处理工艺，在满足设计要求的前提下适当降低螺栓的强度，同时加强螺栓的腐蚀防护，可以有效预防氢脆断裂的发生。     

螺栓断裂原因分析

某螺栓材料牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)，螺栓经淬回火热处理工艺表面涂镀锌处理，在设备上安装并施加紧固应力，次年装船投入海洋环境使用，两年半后检查发现螺栓断裂。对断裂螺栓材料的力学性能、显微组织和硬度、断口形貌及化学成分进行了分析和检验。结果表明：螺栓表面涂层氢含量偏高，以及材料强度高、氢脆敏感性大是导致螺栓发生氢脆断裂的主要原因。服役过程中，紧固应力作用于螺纹段表面，导致螺栓表面涂层中的氢逐渐向附近的螺纹根部扩散并富集，局部氢含量达到氢致开裂的临界浓度后，导致螺栓发生氢脆断裂。     

某型高强度螺栓断裂失效分析

为了能确定某海上设备使用的35CrMnSiA高强度螺栓的断裂原因,对断裂的螺栓进行外观检查,断口宏观、微观分析,氢含量检测,金相组织检查及硬度检测等试验.在理化试验的基础上,运用微观断裂机理对螺栓的断裂原因进行分析,得出结论:其断裂失效性质为由应力,氢和腐蚀共同作用引起的氢致开裂型应力腐蚀断裂.其中,引起螺栓断裂的氢来自外界腐蚀环境.提出改善螺栓的加工工艺和使用无氢脆的涂覆层来提高螺栓的抗腐蚀断裂能力.     

高强度钢螺栓断裂失效分析

通过外观检查、断口宏微观观察、能谱分析、氢含量测试、硬度检测和金相检验对断裂失效螺栓进行了分析。结果表明,螺栓失效性质为氢致脆性断裂;螺栓断裂主要与抗拉强度和相对的氢含量较高有关。建议改善热处理工艺降低螺栓的抗拉强度,增加除氢时间以降低氢含量。     

30CrMnSiA螺栓断裂原因分析

30CrMnSiA螺栓在安装一段时间后断裂.通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度和化学成分检测、破坏拉力试验、氢含量测定以及模拟试验等,确定了螺栓断裂性质和原因.结果表明,螺栓在其材质氢含量仅1ppm条件下发生断裂的性质为氢脆断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,而主要是由于该批次螺栓存在一定程度的回火脆化,加之螺栓材质C元素含量偏高和马氏体组织较粗大,提高了螺栓材料的抗拉强度,增加了材料的氢脆敏感性,最终导致螺栓的氢脆断裂.     

聚丙烯挤出机螺钉断裂原因分析

某公司的聚丙烯25线挤出机出现挤出颗粒异常,原因为模板上固定螺钉发生多处断裂,为了探明螺钉出现断裂的过程,通过宏观检查、金相分析、化学成分分析、扫描电镜、能谱分析及硬度测试的分析方法,对发生断裂的螺钉进行了分析,探讨了断裂失效的原因。螺钉开裂为氢脆导致的延迟裂纹,由于电镀过程中氢原子渗入螺钉内部,同时电镀后未及时对螺钉热处理除氢,导致了螺钉的氢脆。     

42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^-6。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。     

飞机起落架固定螺栓氢脆断裂研究

飞机起落架一固定螺栓发现裂纹,经断口宏观观察、微观观察、金相检查、硬度检测及H含量测定,综合分析确定该型螺栓的断裂性质,并分析断裂失效的原因。研究结果表明,螺栓的断裂性质为氢脆断裂,其修理过程中发生塑性变形产生局部应力集中,电镀前未除应力是氢脆断裂诱因,并导致最终断裂。建议该型螺栓修理时应严控表面处理过程,严格执行除应力措施,从而降低该型螺栓发生氢脆断裂的可能性。     

螺钉断裂原因分析

固定音箱喇叭的螺钉在运输过程中断裂.采用扫描电子显微镜、金相显微镜、ICP及硬度试验机等手段对失效螺钉及未失效螺钉进行检测和分析比较,结果表明该批螺钉为氢致断裂.由于螺钉的热处理工艺不当,渗碳层过深,使氢过多地滞留在螺钉内部,在随后的回火中难以扩散,是引起氢脆的主要原因,螺钉镀锌后未进行除氢处理,是导致氢致断裂的另一个原因.     

螺栓断裂原因分析

某螺栓材料牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH),螺栓经淬回火热处理工艺表面涂镀锌处理,在设备上安装并施加紧固应力,次年装船投入海洋环境使用,两年半后检查发现螺栓断裂.对断裂螺栓材料的力学性能、显微组织和硬度、断口形貌及化学成分进行了分析和检验.结果表明:螺栓表面涂层氢含量偏高,以及材料强度高、氢脆敏感性大是...     

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。     

30CrMnSiA合金前端吊耳断裂原因分析

某30CrMnSiA合金前端吊耳发生断裂,对断裂吊耳进行断裂特征分析和硬度测试。结果表明,吊耳断裂性质为氢脆断裂,且存在硬度超标现象。结合吊耳热处理和表面处理工艺对氢脆断裂原因进行分析,表面处理过程中除氢不彻底是造成氢脆的主要原因,而硬度超标不仅增加氢脆敏感性,且误导除氢工艺;同时该失效件反映了供应商质量控制上的不足,需在特殊过程及二次外包上加强控制和审核力度。     

某600 MW亚临界机组2Cr13钢螺栓的断裂失效分析

通过对一起2Cr13钢循环水泵地脚螺栓失效断裂事件进行失效分析,开展了包括化学成分、力学性能、微观组织等方面的系统分析,对螺栓断裂原因进行了研究。结果表明:该批次螺栓C含量较低,室温抗拉强度、规定塑性延伸强度、硬度、冲击性能均低于标准要求,结合断口分析表明材料脆性较大。同时,显微组织分析表明该2Cr13耐热钢热处理工艺为退火处理,退火处理状态的2Cr13耐热钢综合性能均明显低于调质处理后材料综合性能,故该批次螺栓热处理工艺不当导致螺栓微观组织和性能不符合相关要求是引起螺栓运行时疲劳断裂的主要原因。     

18CrNiMo7-6钢齿轮热处理后开裂失效分析

一批在生产加工后进行了淬火和低温回火的齿轮在库房存放过程中发生开裂。通过超声波探伤、金相检验、化学成分分析、硬度测试、断口形貌观察、端淬试验和补充热处理等手段,对齿轮开裂原因进行了分析。结果表明,开裂齿轮强度高导致氢脆敏感性高,在次表面产生氢致延迟裂纹是引起齿轮快速脆性开裂的直接原因。开裂齿轮淬硬性和淬透性过高,超出了BS EN 10084-2008对18CrNiMo7-6+HH钢淬透性要求,是齿轮开裂的根本原因;通过调整淬火介质,降低淬火时高温区冷速,从而降低淬回火后齿轮的强度和硬度,可有效避免开裂。     

某无人机螺旋桨联接螺栓断裂失效的多学科分析与改进

某型无人机在试飞试验中螺旋桨的4根30Cr Mn Si A联接螺栓发生早期断裂失效故障。综合材料失效分析、表面完整性分析、断裂强度分析、结构动力学分析、载荷-时间历史分析、螺纹联接设计分析和螺纹加工工艺分析的多学科分析方法,确定了造成接螺栓早期断裂失效的多重因素。结果表明,除4号螺栓外,其余3根螺栓均属于疲劳断裂失效。造成疲劳断裂的主要原因如下:该无人机海运中联接螺栓未进行腐蚀防护,导致螺栓遭受了海洋大气环境腐蚀,加上较大的螺栓预紧力,螺纹根部产生了腐蚀剥落和应力腐蚀损伤,大幅降低了螺栓的抗疲劳性能;试飞时发动机工作转速与螺旋桨的1节径3阶模态固有频率吻合,致使螺旋桨产生了共振,从而使联接螺栓遭受了共振疲劳载荷作用。在此基础上提出抗疲劳建议:在储运和使用中对螺栓进行腐蚀防护;避免发动机长时间工作在共振转速附近;应采用滚压加工螺纹以提高螺栓的疲劳强度;调整螺旋桨盘螺栓孔的位置,降低螺栓工作载荷;将螺钉联接设计改为螺栓联接设计,以避免铝合金内螺纹变形;适当减小螺栓预紧扭矩,以降低疲劳载荷的平均应力水平。     

气缸盖螺栓断裂失效分析

某型号柴油发动机气缸盖螺栓安装过程中发生批量性断裂。通过宏观形貌分析、扫描电镜分析、金相组织检测、力学性能检测、安装工艺模拟、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析。结果表明: 螺栓断裂模式为扭拉应力作用下的过载断裂。引起螺栓过载断裂的主要原因是螺栓安装工艺不合理，导致安装过程中螺栓承受轴向载荷过大，超过其强度极限。结合实验室模拟安装结果与现场装配条件对气缸盖螺栓的安装工艺进行改进，制定合理的安装工艺。     

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 高强度螺栓材料为20MnTiB钢,服役时间约24 h发生断裂。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪、能谱分析仪和显微硬度机等手段,对断裂螺栓进行了宏观、化学成分、氢含量、硬度、金相、能谱和开裂面电子显微形貌分析后,得出该螺栓断裂的主要原因是在使用前已经存在裂纹,造成应力集中,在拉应力的作用下,材料中的氢原子向裂纹尖端移动、富集,使局部氢浓度升高,螺栓发生了氢致延迟脆性断裂。     

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对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。