不锈钢螺柱的断裂失效现象及机制探讨.pdfVIP

2011年 8月 润滑与密封 Aug．2011 第36卷 第8期 LUBRICATION ENGINEERING V01．36No．8 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．08．022 不锈钢螺柱的断裂失效现象及机制探讨 曹洪治 桑玮玮 马 峰 陈华辉 (1．中国矿业大学 (北京)机电与信息工程学院材料系 北京 100083； 2．河南工程学院机械工程系 河南郑州451191) 摘要：研究常用螺柱的断裂失效现象。采用扫描电子显微镜 (SEM)HitachiS-3400N对螺柱断口形貌进行观察， 采用能谱仪 (EDX)对第二相夹杂物进行分析；对螺柱进行受力分析，确定扭转断裂所需的应力，发现螺柱在低于其 正常切应力状态下发生了扭转断裂失效；通过应力计算 、形貌观察分析螺柱的断裂失效过程机制及失效机制。结果表 明：存在于螺纹表面上的裂纹是导致螺柱扭转断裂的主要原因，即在长期使用过程中，螺柱表面因疲劳产生微裂纹，在 剪切外力作用下，微裂纹扩展，导致螺柱在低于正常应力状态下，发生了断裂失效。断裂过程中，材料发生了剪切、拉 伸、摩擦等现象。 关键词：材料失效与保护；不锈钢；断裂；疲劳 中图分类号：TG142 文献标识码：A 文章编号：0254—0150 (2011)8—089—4 FractureFailureAnalysisofStainlessSteelBolt CaoHongzhi SangWeiwei MaFeng ChenHuahui (1．MechanicalElectronicInformationEngineeringSchool，ChinaUniversityofMining ＆Technology(Beijing)，Beijing100083，China；2．TheDepartmentofMechanicalEngineering， HenanInstituteofEngineering，ZhengzbouHenan451191，China) Abstract：Thefracturefailureoftheboltincommonusewasstudied．Thepatternsofthefracturesurfaceandthesecond phaseimpuritieswerestudiedwithSEM(ScanningElectronMicroscope)andEDX(EnerygDispersiveX—rayAnalysis)． Thestressresultedinthethefractureofboltwasdeterminedbymechanicsanalysis，itwasfoundthatthefracturefailure happenedunderthenormalshearstress．Thefailureprocessnadmechanism oftheboltwerena alyzedthroughthemorphol— oyg observationandstresscalculation．Theresultsindicatethatthefatiguecrackontheboltsurfaceplaysanimportant effectonthefracturefailture．Themicro—cracksontheboltsurfacearegenretatedfrom thefatigueduringthelong-time印一 plication．Undertheexternalshearforce，themicro—cracksexpandandleadtothefracturefailureunderthegivenshear stress．Shearing，tensionandfrictionOccultduringthefaihureprocess． Keywords：