金属材料失效原因分析

时间：2020-01-05作者：广分检测技术（苏州）有限公司浏览：333

金属材料失效原因分析:
原因分析
C．1. 紧固件是如何安装的？
如何安装紧固件对紧固件的影响非常大，因为永远不可能均匀地用手拧紧螺栓，螺栓摩擦系数不同、每个安转人员对是否拧紧的感觉也不同。有时标准扳手的长度并不能提供合适的杠杆来拧紧高强度螺栓。
扭矩扳手精度很好，但其他因素的影响，主要是摩擦系数不确定，导致较终预紧力不精确。
气动扳手大部分情况是无法调节输出扭矩的，通常设定一个时速点。如果螺栓充分润滑，螺母螺纹有可能脱扣或者螺栓被过渡拉长。


气动工具很快，有时会引起螺纹擦伤或者不锈钢螺纹咬死，甚至是不同的不锈钢，是速度损伤了紧固件。组装的速度也可能会引起螺栓欠预紧进而发生疲劳失效，因为高速推进螺母会使螺母猛击连接面，连接面也会对螺母施加一个同样的反作用力这会使螺栓达不到预期的预紧力



冲击扳手作用于螺母
冲击扳手一定会留下不当使用的痕迹，在上图中，六角头的脚部有与套筒的角部撞击的痕迹。
C．2 用到的辅助部件
这主要是检查螺栓或者螺母的性能等级或强度等级已确定螺母螺栓是否匹配。如果不匹配，会有螺纹脱扣或者疲劳痕迹在断裂面上因为夹紧力损失。
如果使用锻造垫圈（未热处理）于8.8级或更高等级的螺栓连接，夹紧力也可能损失掉。如果垫圈有明显的压痕，说明螺栓夹紧力已经损失了。用于疲劳工况的垫圈引起夹紧力损失进而导致早期失效。
外载荷类型和载荷大小
选取合适的螺栓取决于螺栓在服务周期中经历怎样的载荷。如果螺栓弯了，说明选取的螺栓强度或者公称直径不合适。如果螺栓没有适当地预紧或维护重载振动载荷或者冲击载荷会引起疲劳失效。在连接处也需要有多个螺栓来承受连接载荷以降低单个螺栓的综合应力。
应力腐蚀断裂
有些腐蚀环境可能导致腐蚀应力断裂，在腐蚀环境下金属晶界受到化学攻击。滞留水会形成电解池引起氢脆。
当断裂面有锈蚀时，这意味着断裂并非新生成，而是已经扩展有一段时间了。这也可能引起其他应力起始点。
农业机械会受到严重的化学腐蚀即使每天都清洗。有些把螺栓换成了不锈钢螺栓以避免频繁更换生锈的螺栓。不幸的是，不锈钢螺栓可能会弯或者疲劳断裂，因为不锈钢螺栓可能没有原来的螺栓强度高。
一、 客户只提供了一块断裂样品，讲材料为3Cr13。由于条件限制没有进行化学分析进行确认。
二、 从图二、图三分析，样品存在裂纹；而且出现在里端。
三、 从图六—图十分析，裂纹为沿晶裂纹，在粗大的回火索氏体基体上有沿晶界分布的裂纹；裂纹内有氧化物夹杂。
四、 客户没有介绍该产品热处理工艺过程，但从组织状态分析淬火加热温度偏高，因为只有加热温度偏高会使淬火后的马氏体变粗，虽然经过高温回火，还保留着马氏体粗大位向的索氏体组织（见图十）。
五、 3Cr13不锈钢导热性能差，在加热过程中发生相变时会产生很大的应力，而这种热应力所造成的开裂特征就是沿晶界扩展，并有明显的分叉现象，裂纹尾部尖细，裂纹内有氧化物夹杂（见图六、图七）。
六、 对于Cr13型不锈钢类导热性差的产品，在热处理淬火加热时尽量避免快速加热，应采用预热、分级淬火等方法，减少相变应力，避免产生裂纹。


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