419连杆螺栓断裂分析.pdf

记录号：JS-AL-紧固件-011 491连杆螺栓断裂失效分析 摘要：491 连杆螺栓，螺栓材料为 40Cr，经过调质处理。该螺栓安装到位后发生断裂，通过 断口分析、金相组织检验及硬度检验，结果表明：螺栓上紧后受到过大的轴向拉应力是导致 螺栓发生断裂的主要原因。 关键词：连杆螺栓；韧性断裂；轴向拉应力 中 材料种类/牌号：合金结构钢/40Cr 概述 491 连杆螺栓，螺栓材料为 40Cr，经过调质处理。该螺栓安装到位后发生断裂，对螺栓 国 断裂的原因进行了分析。 测试过程与结果 断口分析 应 图 1 是螺栓断口的低倍形貌照片，螺栓断面成锥形，最外层有一与主断面（锥面）不同 面的斜拉边。从宏观断口的形态看出，螺栓是在受到正向拉伸载荷的作用下而发生断裂的。 仔细观察可以看出锥面存在交叉的沿斜方向的滑移流线，表明螺栓受到相对材料强度而言较 急 大的张拉应力，是经沿最大切应力面滑移变形而断裂的，属韧性断裂。 分 析 网 图 1 断口低倍形貌 断面中心的断口形态如图 2，有正韧窝状形态，也有轻微沿晶断口，未观察到大尺寸和 1 密集分布的夹杂物。图 3 是锥面断口的微观形态，可以看出滑移变形的痕迹。由于局部裂开 后附近组织还经历变形，因此断面变得圆钝，由此看出，螺栓断裂是从心部起裂的。最后断 裂区域为螺栓的边部，边部断口的微观形态如图 4，为韧窝状断口。 中 国 图 2 断口中心（底部）的微观形貌 应 急 分 析 网 图 3 断口锥面部分的微观形态 2 中 图 4 边部的断口微观形貌 金相组织检验 在螺栓端部作金相检验，看到螺栓中存在不均匀的组织分布。螺栓材料也存在中心偏析 国 组织。中心区夹杂物分布略多，主要为硫化锰。夹杂物粗度不大，参见图 8b。 边部观察到宏观白色亮斑，如图 5和图 6 所示，亮斑区组织不容易腐蚀，以马氏体组织 为主。而基体组织为回火索氏体，如图 7。 应 急