双头螺栓断裂分析

                                                                 

　　M24×170mm双头螺栓，材料为35CrMoA，经调质及发黑处理。安装在充液氨球罐上作为紧固螺栓。数日后，发现螺栓已断裂。断裂发生在一头螺纹处，如图图1所示。断口基本平整，未见明显的变形现象，整个断口呈明亮细小颗粒状(细晶状)，呈脆性断裂形态，如图2所示。图下部的螺纹根部区域较平坦，为裂纹起始区;图上方区域较粗糙，有台阶及放射状条纹，为快速断裂区。

　　在断口附近纵向截取试样，可见基体组织为回火索氏体。在低倍下可看到螺纹表层组织变形流线，在齿顶有凹陷、微小开裂情况。表明螺纹为挤压成型，还可看到表面无明显脱碳，见图3。

　　在扫描电镜下，近断口螺纹表面可看到覆盖一层很厚的腐蚀产物，表明酸洗、发黑过度。在裂纹源区的次表层区域内，断口表现出沿晶开裂，并观察到二次裂纹、少量韧窝形貌。表现出较典刑的氢脆形貌。

　　经化学分析表明，螺栓材质符合35CrMoA技术要求。

　　据以上分析可推断，可能由于酸洗过度或漂洗不够，产生氢渗入，导致氢脆断裂。

　　由于氧脆断裂是一种延迟性破坏，它可以在应力低于材料屈服强度下，经服役一段时间后突然断裂，具有很大破坏性和危险性。

　　说明：断裂位于双头螺栓螺纹中间区。

　　说明：螺栓断口放大后形貌，具有放射状特征的脆性断口。箭头所指处为裂源，位于螺纹根部。

　　说明：为沿螺栓纵向削开后经4%硝酸酒精溶液浸蚀的低倍组织。

　　为断口附近螺栓表面扫描电镜图像。有腐蚀产物覆盖层，在腐蚀产物堆积较厚的区域出现泥状花样，呈龟裂纹，局部区域腐蚀产物已脱落。

　　为螺栓断口形貌，具有沿晶、准解理和韧窝等氢脆断裂的混合特征。
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