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.     

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。     

30CrMnSiA钢沉头螺栓断裂失效分析

某飞机用30CrMnSiA钢沉头螺栓在拆卸过程中发生断裂,同炉批未曾使用的螺栓经磁粉检测也存在裂纹。为查找失效分析原因,通过对断裂件和同炉批开裂的螺栓外观检查、断口宏微观分析、能谱分析、硬度检测、金相分析等方法对断裂和开裂的螺栓进行了分析。结果表明:断裂螺栓和开裂螺栓断裂类型为氢脆,螺栓氢脆断裂主要与抗拉强度和热处理工艺有关,通过改善热处理工艺参数,适当降低螺栓的强度,增加酸洗后的除氢时间降低氢含量,从而避免氢脆发生的可能性。     

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.     

30CrMnSiA钢螺栓的断裂失效分析

通过显微组织分析、硬度测试、断口形貌及能谱分析、氢含量测试等手段对发动机固定螺栓的断裂失效原因进行了分析。结果表明,当氢含量偏高、硬度偏高、承受较大载荷这三个条件同时具备才导致螺栓发生氢脆断裂。     

三角杆自攻螺栓断裂分析

三角杆自攻螺栓装配后延时断裂,通过断口分析、金相检查、硬度测试以及氢含量测定,对其断裂原因进行了分析。发现螺栓断裂原因是氢脆,据此提出了消除氢脆的方法和改进措施。     

50CrVA钢扭簧断裂失效分析

对50CrVA钢断裂扭簧的断口进行了观察和能谱分析,并对扭簧的组织进行了检查,测试了扭簧的硬度和氢含量。结果表明,扭簧断口性质为氢致延迟断裂;扭簧氢脆断裂主要与簧丝热处理后镀镉之前簧丝过腐蚀而超量吸氢有关;扭簧硬度(强度)过高、除氢时间过短以及镀镉槽液污染也是导致其氢脆断裂的诱发因素。通过严格控制扭簧镀镉前的表面清理过程,增加镀前除氢处理,适当延长镀镉后的除氢时间,同时在保证扭簧弹力情况下,热处理时尽量降低簧丝硬度,可以预防扭簧氢脆失效。     

高强度螺栓断裂原因分析

对断裂的高强度螺栓进行了成分、性能及微观形貌结构等分析。结果表明，螺栓断裂为疲劳断裂及氢脆和应力腐蚀断裂．氢脆主要发生于裂纹形成初期。     

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。     

14Cr17Ni2钢制螺栓的断裂原因分析

利用光学显微镜、扫描电镜分别观察了14Cr17Ni2钢制断裂螺栓的显微组织和断口形貌。同时,采用常规拉伸和慢应变速率拉伸试验分别对断裂螺栓的常规力学性能和氢脆敏感性进行了检测和评价。结合有限元分析,对14Cr17Ni2钢制螺栓发生断裂的原因和机理进行了探讨和分析。结果表明,14Cr17Ni2钢制螺栓的断口特征属于沿晶+穿晶准解理脆性断口,慢应变速率拉伸试验结果显示14Cr17Ni2钢制断裂螺栓存在氢致延迟断裂风险,14Cr17Ni2钢制螺栓在使用工况下发生阴极析氢型应力腐蚀现象,钢中氢含量较高。断裂螺栓基体中氢含量及有限元模拟结果侧面阐释了14Cr17Ni2钢制螺栓发生氢致延迟断裂的根本原因。     

核电厂齿轮箱蜗轮固定螺栓断裂失效分析

电厂在设备检修过程中发现桥架滚珠螺母齿轮箱蜗轮固定螺栓断裂，为分析固定螺栓的断裂原因，对其进行了宏观观察、化学成分分析、硬度测试、显微组织测试和微观观察等分析手段。排除材料不合格或者材料老化因素，得出螺栓断裂的根本原因为氯离子引起的应力腐蚀开裂，而腐蚀过程的析氢反应促进了裂纹扩展，最终在外力作用下导致螺栓断裂。     

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。     

不锈钢螺栓断裂原因分析

飞机在飞行一段时间后,输油管卡箍上的螺栓发生断裂。通过宏观检查、基体材料化学成分分析、断口宏观微观分析、能谱分析、硬度测试和金相检验等方法对断裂螺栓进行了分析。结果表明:螺栓的断裂性质为应力腐蚀;环境介质和工作应力的共同作用,使螺栓在应力集中的T型连接处产生应力腐蚀断裂;未按要求状态进行最终热处理导致螺栓组织异常、硬度偏高,从而增加了螺栓的应力腐蚀敏感性,对断裂的发生起到了促进作用。     

金属的氢脆机理及测试方法

氢脆问题普遍存在于高强度材料中，严重恶化了材料的性能，使材料内部发生不稳定的裂纹扩展，甚至发生断裂，导致灾难性破坏。本文作者基于氢脆问题的研究，分析讨论了因氢而产生的裂纹扩展及断裂机理，如氢致弱键理论、氢致局部塑性理论等；讨论了氢脆及氢脆敏感性的测试表征方法。氢能应用越来越广泛，为了避免或减少氢脆带来的问题，氢相容性材料的开发及应用在逐渐推进。     

氢对LC4高强铝合金应力腐蚀断裂的影响

采用慢应变速率拉伸试验研究了氢在LC4高强铝合金应力腐蚀断裂过程中的作用。结果表明，LC4合金在干燥空气中不发生应力腐蚀断裂，而在潮温空气中发生应力腐蚀断裂，在潮湿空气和阳极极化条件下，铝合金的应力腐蚀断裂机理是以阳极溶解为主，氢几乎不起作用，在预渗氢或阴极极化条件下，氢脆起主要作用，预渗氢时间延长可加速LC4合金的应力腐蚀断裂。     

电力机车连接螺栓断裂分析

采用宏观观察、金相检验、成分分析、力学性能检测及断口分析对断裂的连接螺栓进行分析。结果表明:螺栓呈现脆性断裂特征,裂纹源位于螺杆与六角头过渡处,源区微观特征为沿晶+准解理,晶面上存在孔洞及撕裂棱,具有氢脆断裂的特征,并且在螺杆与六角头过渡处存在过度腐蚀的特征;螺栓断裂的主要原因为酸洗过度导致过多的H渗入基体内,在扭转应力和拉伸应力共同作用下,发生氢致延迟断裂。     

核电厂溢流阀螺栓断裂的原因

某核电厂溢流阀螺栓发生断裂。通过分析和观察断裂螺栓的化学成分、硬度、显微组织及宏微观形貌,探讨了螺栓断裂的原因,并提出了相应的建议。结果表明:失效螺栓的化学成分及组织正常,螺栓等级为12.9级,硬度接近标准上限;螺栓的断口具有沿晶特征形貌,断裂性质是氢致应力腐蚀开裂,为环境促进开裂机制作用的结果。     

40Cr浮头螺栓断裂原因分析

浮头式换热器40Cr紧固螺栓使用时间不到2 a即发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析,确定螺栓的断裂原因。结果表明:由于调质处理不当,螺栓显微组织为保持马氏体位向的回火索氏体,铁素体沿原奥氏体晶界网状析出,硬度值偏高,导致材料抵抗硫化物应力腐蚀能力不足。长期在湿硫化氢环境中服役,在拉应力作用下,发生湿硫化氢应力腐蚀和氢致开裂,导致螺栓断裂。     

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。     

35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析

某重型牵引车鞍座35CrMo钢高强度固定螺栓打紧后放置2天时发生断裂。通过断口分析、金相检测、成分分析、硬度分析和力学测试对断裂螺栓和同批次未使用螺栓样件进行研究。结果表明，该断裂螺栓在酸洗电镀的过程中，引入的有害氢未能得到及时、有效地去除，从而导致螺栓根部在预紧力作用下，氢向应力集中处聚集，出现了螺栓氢致延迟断裂的现象。