緊固件原材料裂紋失效分析

（1）  45鋼螺栓因原材料表面裂紋造成縱向開裂

45鋼螺栓因原材料表面裂紋導(dǎo)致螺栓成品表面縱向開裂，見圖7-1。

圖7-1   螺栓縱向裂紋形貌

（2）1Cr17Ni2不銹鋼螺栓表面裂紋

1Cr17Ni2不銹鋼螺栓半成品，表面存在沿軋制方向貫通整個(gè)螺栓的縱向裂紋，裂紋表層呈半封閉狀，由表及里向軸心延伸，見圖7-2。該缺陷不是工藝缺陷，也未經(jīng)熱處理，而是原材料表面存在缺陷造成。

                        圖7-2  螺栓表面裂紋形貌

（3）GH2036高溫合金螺母裂紋

GH2036高溫合金螺母熱處理后發(fā)現(xiàn)表面開裂，表面裂紋呈直線狀沿零件側(cè)表面由表面向內(nèi)部擴(kuò)展，部分已貫穿壁厚。

GH2036螺母熱處理為固溶＋時(shí)效，采用空冷，熱處理不會(huì)造成開裂。該螺母用六方棒車加工制成，車加工過程也不會(huì)產(chǎn)生裂紋。經(jīng)原材料檢查，發(fā)現(xiàn)原材料表面有縱向裂紋。分析認(rèn)為該裂紋與原材料存在的裂紋有關(guān)，熱處理過程中裂紋由表向里擴(kuò)展，造成螺母表面開裂，見圖7-3。

                   圖7-3  螺母表面開裂形貌

（4） 40Cr鋼大扁頭方頸螺栓頭部開裂

40Cr鋼大扁頭方頸螺栓冷鐓后檢查發(fā)現(xiàn)頭部開裂。

裂紋分布在螺栓頭部變形最大的邊沿，其余部位未發(fā)現(xiàn)有表面缺陷。冷鐓工藝正常，材料表面無(wú)缺陷，說明裂紋不是工藝和材料表面缺陷造成。螺栓桿部硬度檢查，HRC27～29，硬度偏高。分析表明，因?yàn)槁菟ú牧嫌捕绕?，塑性較低，不能滿足冷鐓變形的要求，在冷鐓變形時(shí)，在頭部變形最大的邊沿產(chǎn)生開裂，見圖7-4。

圖7-4 大扁頭方頸螺栓頭部開裂形貌    

（5） ML35鋼絲材表面縱向缺陷

ML35鋼絲材表面縱向缺陷，深度較淺，為表面拉痕缺陷，見圖7-5。

圖7-5  ML35鋼絲材表面拉痕缺陷

（6）35K螺釘鐓制成形后頭部開口

螺釘頭部鐓制成形后頭部開口，產(chǎn)生原因是螺釘原材料表面存在裂紋，頭部鐓制成形過程中，頭部變形大導(dǎo)致頭部開裂，見圖7-6。

圖7-6    螺釘頭部變形開口形貌

（7） 高溫合金螺栓用GH4037冷拉棒材表面橫向裂紋

高溫合金螺栓用GH4037冷拉棒材表面橫向裂紋，見圖 7-7。

圖7-7 GH4037冷拉棒材表面橫向裂紋形貌

（8） HPb59-1銅合金螺母六方面上裂紋

HPb59-1銅合金螺母加工時(shí)出現(xiàn)貫穿性裂紋，裂紋位于兩棱之間的六方面上，由表面向中心發(fā)展為貫通裂紋。原材料檢查發(fā)現(xiàn)六方面有縱向裂紋，螺母裂紋為原材料表面裂紋造成，見圖7-8和圖7-9。

圖7-8  原材料裂紋形貌                圖7-9   螺母裂紋形貌

（9）高溫合金螺母用GH2036棒材裂紋

高溫合金螺母用GH2036棒材原材料縱向裂紋，見圖7-10。

圖7-10 高溫合金原材料縱向裂紋形貌

（10） 42CrMo內(nèi)六角螺栓頭部表面裂紋

42CrMo內(nèi)六角螺栓，原材料表面有縱向裂紋導(dǎo)致頭部成型時(shí)裂紋擴(kuò)展，熱處理導(dǎo)致接續(xù)擴(kuò)展，造成螺栓頭部表面出現(xiàn)明顯的宏觀開裂，見圖7-11

（11）六方螺母六方表面裂紋

六方螺母原材料表面有縱向折疊缺陷，導(dǎo)致螺母六方頭成型時(shí),，折疊裂紋擴(kuò)展；熱處理使裂紋接續(xù)擴(kuò)展，造成螺母六方表面出現(xiàn)宏觀開裂，見圖7-12。

圖7-11   內(nèi)六角螺栓頭部表面裂紋形貌    圖7-12  六角螺母六方表面裂紋形貌

（12）35鋼原材料鋼絲表面折疊

對(duì)35鋼原材料鋼絲進(jìn)行清洗后，檢查發(fā)現(xiàn)鋼絲表面有折疊缺陷，見圖7-13和圖7-14。

（13）原材料表面裂紋缺陷

某螺栓用原材料表面有一縱向裂紋，形貌細(xì)而直，橫向檢查發(fā)現(xiàn)裂紋沿徑向擴(kuò)展，深度約為桿部直徑1/4，見圖7-15。

        圖7-15 原材料表面縱向裂紋（a）和裂紋徑向深度(b)

（14） SWRCH35K鋼螺栓毛坯件法蘭面冷鐓開裂

用SWRCH35K鋼盤條冷鐓制作六角法蘭面螺栓過程中螺栓法蘭面開裂，均發(fā)生在法蘭邊緣處。經(jīng)檢查盤條表面細(xì)小折疊是裂紋源，見圖7-16。

圖7-16螺栓法蘭面冷鐓開裂形貌

（15） 彈簧片表面分層起皮缺陷

SUS 304鋼彈簧片外表面發(fā)現(xiàn)明顯分層起皮，金相檢測(cè)確定起皮因折疊產(chǎn)生，通常發(fā)生在鋼帶軋制過程，屬原材料缺陷，見圖7-17（a）和（b）。

  （a）                             （b）

圖7-17  SUS304鋼帶外表面分層起皮缺陷

（16）螺栓斷口中心的黑色和白色異物

螺栓斷裂后發(fā)現(xiàn)斷口中心有黑色和白色異物。經(jīng)分析異物為螺栓原材料帶來(lái)的氧化夾雜物，見圖7-18。

圖7-18斷口黑色和白色異物

（17）70鋼彈簧成型彎曲斷裂

碳素彈簧鋼鋼絲表面存在縱向白亮帶，是原材料夾雜物缺陷，見圖7-19。

                  圖7-19  原材料表面夾雜物缺陷