35K螺釘安裝斷裂

8.8級螺釘，規格為8×90，材質為35k，表面鍍鋅。該批螺釘安裝時，螺釘扭矩值還未達到規定要求就發生時斷裂，不能滿足安裝要求，分析斷裂原因。

16.9.1  試驗過程與結果

該批螺釘生產工藝為：盤圓料－退火－酸洗(鹽酸)－拉絲－冷鐓成型－搓絲螺紋－熱處理(淬火＋500～650℃回火)－表面處理(電鍍環保藍白鋅)。

對該批未安裝的螺釘進行外觀形貌檢查，螺釘顏色為灰藍白色，見圖16-58。

對斷裂螺釘進行顯微硬度檢查：螺釘心部 153～168  HV0.3

螺紋心部 98～104  HV0.3

圖16-58   螺釘的外觀形貌

對斷裂螺釘進行金相組織檢查：

斷裂螺釘的螺紋處有脫碳和滲碳，整個螺紋都是全脫碳，螺釘脫碳后又進行了滲碳，螺紋表面層，見圖16-59、圖16-60。

金相組織為鐵素體＋珠光體

圖16-59   螺紋的脫碳滲碳組織50×        圖16-60  螺紋的脫碳滲碳組織 50×      

16.9.2  對比驗證試驗

取該螺釘的其他批次庫存件進行對比驗證試驗，該螺釘的其他批次庫存件，顏色為藍白色，比斷裂螺釘顏色深，見圖16-61。

圖16-61   庫存螺釘的外觀形貌

按裝配要求進行安裝試驗，安裝扭矩值達到規定要求也沒有發生斷裂。

對斷裂螺釘進行顯微硬度檢查：螺釘心部 263～269  HV0.3

螺紋心部 271～281  HV0.3

金相組織檢查，金相組織為回火索氏體組織，見圖16-62

                    圖16-62 回火索氏體組織500×

16.9.3  分析與討論

對比驗證試驗結果，未斷裂螺釘組織為索氏體組織。螺紋處無脫碳和滲碳，整個螺釘的強度、硬度合格，滿足國標GB/T3098.1規定的8.8級要求。

說明未斷裂螺釘經淬火＋高溫回火的調質處理。

斷裂螺釘的螺紋基體組織為鐵素體加＋片狀珠光體組織（圖16-60），說明螺釘滲碳后只經過了空冷正火處理，沒有進行調質處理。整個螺釘的強度、硬度不合格，不能滿足國標GB/T3098.1規定的8.8級要求。8.8級M8螺栓的維氏硬度值，《GB/T3098.1》標準中規定為250～320HV10

斷裂螺釘的組織不是索氏體組織，說明斷裂螺釘沒有進行調質處理，也就沒有進行高溫淬火加熱過程，其脫碳不是螺釘在加工過程的熱處理產生，而是在原材料拔絲前的退火過程中造成。

斷裂螺釘螺紋心部硬度和螺釘心部硬度低，均達不到標準規定。

從斷裂螺釘的組織檢查看出，由于螺釘整個螺紋都是全脫碳，然后對脫碳螺釘進行了滲碳，螺紋處的金相組織出現了基體（為鐵素體＋珠光體）＋脫碳層＋滲碳層（圖16-59）

由于螺釘脫碳嚴重，整個螺紋都是全脫碳；滲碳處理造成螺釘表面硬度高，在全脫碳層上又出現了滲碳層；螺釘沒有進行調質處理，所以，整個螺釘的強度低，在安裝時安裝扭矩值未達到規定要求時斷裂。

另外，整個螺釘包括螺紋都有全脫碳，滲碳后使螺釘的表面在全脫碳層上增加了滲碳層，滲碳層電鍍后外觀顏色不是環保藍白色，而是灰的藍白色。

16.9.4　結論與啟示

（1）該批螺釘的原材料脫碳嚴重，造成整個螺紋都是全脫碳；螺釘滲碳后，雖然表面硬度提高了，但螺釘整體強度沒有提高；又因為沒有淬火，其基體強度較低不能滿足安裝要求，所以，螺釘在安裝扭矩值未達到規定要求時斷裂。

（2）對于緊固件來說，工藝上是不允許滲碳的。表面有脫碳的螺釘更不能進行滲碳處理。因為緊固件是結構件不是工磨具，滲碳處理后表面硬度提高了，但強度并沒有提高，只造成一種硬度高的假象。滲碳層下面還有一層脫碳層，使螺釘的性能更壞。