怎樣合理安排螺栓失效分析中的理化檢驗項目
當接到一個斷裂螺栓的失效分析任務時，我們首先想到的是斷口。這也無可厚非，因為斷口作為失效分析的重要組成部分，它以形貌特征記錄了材料在載荷和環境下斷裂前的不可逆變形，以及裂紋從萌生和擴展直至斷裂的全部過程。然而，僅僅依靠斷口分析就得出失效原因的結論是片面的，往往還要通過其它緊固件檢測結果來佐證，那么如何安排理化檢測項目才算合理呢，下面以一個實例加以說明。
下圖為一枚8.8級的42CrMo六角螺栓斷裂形貌，可見斷口腐蝕嚴重，對斷口進行除銹適當處理后，采用SEM進行觀察，可見斷口為沿晶特征，初步判斷為沿晶脆性斷裂，但是導致沿晶斷裂的原因可能為氫脆、應力腐蝕、回火脆、過熱過燒等，所以需要進一步通過金相組織、測氫、硬度試驗、沖擊模擬斷口等方法來判斷。
金相組織檢查表明，組織正常，螺栓表面存在不完全脫碳現象；硬度試驗表明，硬度為38HRC，遠遠超過了8.8級規定的硬度上限值34HRC，這就可能是發生脆斷的直接原因；沖擊模擬斷口試驗再次證明，該螺栓不存在回火脆性；氫含量測定結果表明，螺栓斷口附近存在一定含量的氫。綜上所述，螺栓斷裂的直接原因為硬度超標，在應力集中和一定氫含量的共同作用下發生了氫脆致斷。
因此，只有通過合理安排緊固件檢測項目，才能有效幫助查找上述斷裂螺栓的失效原因。
圖1 斷裂螺栓外觀形貌
圖2 斷口源區宏、微觀形貌，沿晶特征+二次裂紋
圖3 沖擊模擬斷口微觀形貌，韌窩特征
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