螺栓断裂取出方法

螺栓断裂取出方法
螺栓断裂取出方法

螺栓折断取出方法

卧龙电气清江淮安电机有限公司吴晓东

浙江卧龙开山电机有限公司周国玉

摘要:作为固定或联接用的螺栓在拆装过程中经常发生扭断现象,使一部分螺柱留在本体内不易取出而影响生产周期及交货期。根据多年经验,总结了如何以锉平振动、錾、冲、焊接、钻、火焰或折断螺栓取出器等几种方法,将在本体内的断螺柱快速取出。

关键词:断螺柱取出

在电机装配以及电机修理过程中,由于电机装配或拆装锈蚀螺栓的电机时用力过大等原因螺栓都可能被扭断,使一部分螺柱留在本体内不易取出而影响生产周期及交货期。根据多年经验,总结了如何以振动、錾、冲、钻、焊或折断螺栓取出器等几种方法,将在本体内的断螺柱快速取出。现将以上几种方法介绍大家,以便大家在工作中有所帮助。

1、锉平振动法将断螺栓取出

对于露出本体较长的断螺柱,通常的做法是用锉刀把断处的毛刺修掉,用同规格螺母錾子从螺栓折断处沿着螺栓旋进的相反方向小心錾削,借助錾削时产生的扭矩和冲击力将断螺栓旋出。这种方法一般用于螺栓配合不太紧的场合。

2、用錾法将断头螺柱取出

对于露出本体较长的断螺柱,通常的做法是用錾子从螺栓折断处沿着螺栓旋进的相反方向小心錾削,借助錾削时产生的扭矩和冲击力将断螺栓旋出。这种方法一般用于螺栓配合不太紧的场合。

3、用冲击螺丝批击打将断头螺柱取出

这种方法用于断头螺柱稍露出联接基体的情况,只需要将断头螺柱露出部分的端面锉平,接着在其上锯出一字或十字槽,然后用一字或十字冲击螺丝批击打,最后用普通螺丝批即可将断头螺柱旋出。若露出部分较长,也可直接用大力钳或管子钳将断头螺柱夹住并旋出。

4、螺母焊接振动法

5、火焰法将断螺栓取出

6、用钻孔法结合楔铁将断头螺柱取出

这种方法是利用钻削破坏螺柱,从而将残余部分取出。以 M18 的断螺柱为例:首先,取一段长度合适的圆钢,在钻床上钻出 12 mm 的内孔,制成一个套筒。将套筒放在螺栓的折断位置,并且用手虎钳将其夹紧(便于操作),然后选用 10 mm 的钻头,用手电钻插入套筒内孔钻孔(采用这种方法钻孔的目的是,保证所钻的孔不歪斜,从而保证钻孔时不伤及螺栓孔的螺纹,同时保证拧出断螺栓时的扭力均匀)。钻好孔后,选用合适的带锥度方形楔铁击打入孔中,用活络扳手夹住楔铁头部反向拧转,即可旋出断螺栓。

7、用塞孔焊工艺将断头螺柱取出

该法对比较难旋的大直径断头螺柱很有效,尤其是断头螺柱不露头的情况。(1)根据断头螺柱尺寸选用合适的六角螺母或方螺母,注意螺母螺纹直径 D(螺纹大径)必须小于断螺柱螺纹小径 d 2 ,目的是防止电弧将熔化的金属把螺柱和基体熔为一体,而无法取出断螺柱。一般取用螺母比断头螺柱小一规格,如:螺柱为 M20,则可配用 M16 的螺母。

(2)根据常用的螺柱、螺母材料(一般为 35# 结构钢),使用普通低碳结构

钢焊条即可,如 E4303,焊条直径不宜过大,通常采用φ2.5mm 焊条,便于焊接工作时焊条在圆孔内运行。

(3)施行塞孔焊。操作时将螺母放于基体上并保证与断螺柱同心;先在螺母内断螺柱端头中心处,用低电弧、短时问断续点焊,每点焊一次清理一次焊渣和飞溅,经过多次点焊,在其端部堆焊成一圆底边直径略小于断螺柱螺纹小径的凸型圆头。凸头焊成后,倾斜焊条沿螺孔内下边缘和凸头之间对称点焊。点焊时仍须低电弧、短时间进行,均匀间断点焊一周后即清理一次焊渣,然后将未焊部位点焊封闭补齐,这样使螺柱凸头与螺母孔内壁熔为一体。为了保证有足够的扭转强度,调大焊接电流进行塞孔焊。有时为了防止螺柱端部与基体熔为一体,可用直径l~2 mm 的铁丝卷一个略小于螺母螺纹小径的圆环,放于螺柱端部即螺孔内下部再进行点焊。

(4)旋取断螺柱。断螺柱凸头与螺母焊为一整体后,稍候趁尚热时用扳手沿旋出方向轻轻拧转,将断螺柱从基体拧出。对于尺寸较大的断螺柱,也可采用合适的钢管代替螺母,焊后用管子钳旋动钢管将断螺柱旋出。

8、机械加工法将断螺栓取出

机械冷加工法比较常用。冷加工去除材料法的适用场合:断头螺栓材料的硬度比刀具的硬度低,适合切削加工;断头螺栓所在位置的现场可以安放切削加工设备 (如移动万向摇臂钻床、磁力钻等)。实施的步骤如下:

(1) 根据现场的情况将切削设备安装在可以加工的位置。

(2 ) 钻头的直径取螺纹直径减去螺距。

(3 ) 把断头处打磨平整,找准中心,先用中心钻在断头螺栓的中心线上钻中心孔。

(4 ) 用较小的钻头将断头螺栓中心钻通。

(5 ) 用钻头扩孔。

(6) 用锋利的扁铲剔出剩余的螺纹材料。

(7) 最后用丝锥修理螺纹。

三、用折断螺栓取出器将断头螺柱取出

(1)工具简介

目前市场销售的折断螺栓取出器—般由一组钻头、取巧取折断螺柱的实用方法图1 塞孔焊工艺焊条螺母

断螺柱焊条出器体(如图 2a 所示)组成,有时还在工具盒内配上一支铰手架或一组钻套。钻头即为普通的麻花钻头,用于在断头螺栓的中心钻孔取出器体是一种由合金工具钢制造并经热处理工艺制成的带有反向螺旋的圆锥形物体。

(2)使用方法

螺栓由于锈蚀或拆装时用力过大等原因,都可能被折断,被留在机体中的那部分断螺栓,需用折断螺栓取出器取出。使用时,首先根据被折断的螺栓的直径选取合适的钻头,在断螺栓的中心钻一盲孔(如图 2b 所示),然后选取合适的取器体放入已钻好的孔中(如图 2c 所示),用活络扳手或铰手架夹住取出器体尾部,逆时针转动,即可将断裂在机体中的螺栓取出。另外,由于螺栓的内六角或外六角失效,无法取出时,也可用此工具取出。

(3)使用注意事项

折断螺栓取出器常出现取出器体折断、崩刃等失效现象,为此注意在旋转取出器体取出折断螺栓时严禁用力过猛,以防取出器体被折断。受其工作条件限制,取出器体的直径较小(特别是小号的取出器体),带有沟槽,易产生应力集中,所以无法承受较大的扭矩。因此在取出折断螺栓作业时,若发现转动取出器体的阻力较大,切不可强攻,而应智取,首先要找出原因,一般是由于锈蚀严重所至,

应采取松动剂浸润或震动等方法,去除锈蚀阻力,然后再取出折断螺栓。

七、几点建议

(1)上述几种方法应根据实际情况灵活选用,也可组合运用。

(2)在旋出断螺柱前应先行滴注适量的润滑油,最好能喷涂专用的螺栓松动剂。(3)旋出后断螺柱后应该用合适的丝锥将螺纹再加工一遍,以清除螺孔里的铁锈和殘渣。

(4)在旋入新螺柱前,应先在螺孔内或螺柱上涂抹适量的润滑脂,可有效预防螺柱扭断。

八、结束语

根据断头螺栓的结构、联结方式、材质,应用以上几种方法,不仅可以取出电机装配及电机检修中常遇到的断头螺栓,而且不破坏被联结件,达到取出断头螺栓的目的。

(完整版)断裂螺栓取出办法分析与总结

断裂螺栓取出办法分析与总结 一、取断裂螺栓工具的加工选择 取断裂螺栓工具主要有:断丝取出器;钻头;锤子;手电钻;活动扳手;螺栓松动剂;软磁铁;抹布;10米插线板;工作灯;手电。 上面列出的是常规的取断丝的工具,遇到有些特殊情况可能会用到其他工具,我会在后面提到时候做说明。 取断裂螺栓的基本思路是在断裂螺栓断面(尽量靠中间)钻孔,然后选择合适的断丝取出器旋入钻孔内,由于断丝取出器上带有反方向螺纹,旋动断丝取出器带动断裂部分螺栓旋出。 断丝取出器与钻头的选择:取断丝的工作需要钻头与断丝取出器配套使用,选择的原则是钻头的直径与断丝取出器的最细端相仿。市面上能买到的断丝取出器有两种(如图3,4)。图3的这种断丝取出器螺纹较细,硬度较另一种小。适合用来取硬度较小的断裂螺栓,1500机组轮毂与变桨轴承螺栓是10.9级,用图3的断丝取出器较合适。图4中断丝取出器螺纹较粗,硬度较大,适合取出硬度较强的螺栓。对于钻头,市面上钻头种类很多,我们正常用到的一种是普通的用来钻普通金属物件的钻头。还有一种是合金钻头,这种钻头硬度较高,价格也较高,我们可以用来将已钻好的孔扩大,不建议用这种钻头钻孔,现场实际应用效果不好。 图3 图4 由于轮毂与变桨轴承连接螺栓断裂部分大都在轮毂与变桨轴承接触面处,在用手电钻在断裂螺栓断面上钻孔时要经过变桨轴承孔,孔深约300mm(如图5),我们市面上买到的钻头跟断丝取出器都达不到这个长度,所以要经过加工,在普通钻头上加焊一段钢筋,加工完的钻头总长度在350mm左右为宜,钢筋的另一端要保证能插入手电钻钻夹中加紧。钻头与焊接的部分要尽量保持同心,避免钻孔过程中钻头折断。可将截好的钢筋一端中心钻一个与钻头直径相仿的孔,然后将钻头插入孔中再进行焊接,这样能更好的保持同心度,同时也使焊接更牢固。断丝取出器的加工与钻头的加工基本相同,只是在焊接的钢筋末端要加工成方形,便于用扳手旋出断丝。如图6-9所示为加工后的钻头及断丝取出器。加工工作可以找一般的车床加工厂加工。

超高强度螺栓断裂失效分析

超高强度螺栓断裂失效分析 摘要:螺栓作为重要的紧固件,其失效事故发生较多,造成的危害很大。其中,螺栓的氢脆断裂是较为常见的故障模式,由于氢脆大多与批次性问题有关,因此,危害性较大。螺纹连接是发动机各部件之间最常用的连接方式,大概占到发动机 连接的70%。螺栓的受力特点决定了它是发动机的薄弱零部件。因此,连杆螺栓 的失效分析与预防十分重要。本文分析超高强度螺栓断裂失效的相关内容。 关键词:超高强度螺栓;断裂失效;氢脆 超高强度螺栓是继铆接、焊接之后发展起来的一种钢结构连接型式。它具有 施工简单、可拆卸、承载大、耐疲劳、较安全等优点。因此, 高强度螺栓连接已 发展成为工程安装的主要手段。 1 实例分析 某型号高强度螺栓用于某轴承上,其强度要求很高。该型螺栓在生产检验合 格服役5 个月后,发现个别螺栓相继在螺纹处发生断裂。该型高强度螺栓为铰制 孔螺栓(螺纹长度95 mm),材料为35CrMnSiA 钢,规格为M56,螺杆长度为 235mm,强度要求以GB/T3077-1999 为标准。其制造工艺为:毛坯电渣重熔→预 加工→超声波探伤→粗加工(单边留量3~5mm)→调质处理(950℃淬火,630℃回火)→半精加工→淬火热处理(淬火温度为900℃,310℃回火)→力学性能检验→精 加工→磁粉探伤(包括螺纹部分)→表面油漆防护→装配。目前,采用的无损检测手段无法检测出螺栓内部0.2mm 以下的微裂纹。通过金相检验、氢含量检验和断口电镜扫描分析等相关的手段对断裂的螺栓及未断裂的随机抽取样品进行相应的检 验和断裂原因分析。 2 实验方法与结果 2.1 实验对象。实验对象为该型螺栓2 枚,其中包括断裂的铰制孔螺栓,以 及对应同型号未断螺栓1 枚。 2.2 外观检验。用肉眼观察,铰制孔螺栓断于第一节螺纹处断口均很平齐,无 塑性变形,断面与轴线垂直,为一次性脆性断口。且在断口附近有明显的腐蚀痕迹。 2.3 化学成分分析。分别对所取2 个螺栓试样进行化学成分检验分析,结果 表明,2 个螺栓化学成分含量均符合标准。 2.4 氢含量检测。分别对已断裂的铰制孔螺栓及未断裂铰制孔螺栓的光杆边缘处、R/2 处及芯部进行氢含量检测,其中已断裂和未断裂的螺栓光杆边缘处及芯 部检测结果基本一致,R/2 处检测结果出入比较大,分别为2.0×10-6 和0.6×10-6。 2.5 断口分析。将断裂的铰制孔螺栓断口清洗后置于扫描电镜下观察,断口 的形貌大部分均为沿晶和少量的韧窝。见图1。 2.6 金相检验及硬度检测。断裂的螺栓中均有氮化物夹杂,未断裂螺栓的齿面与齿根未 见微观裂纹,见图2。已断裂螺栓存在个别夹杂物超出标准规定尺寸,未断裂螺栓无此现象。已断裂螺栓的晶粒度级别为6~7,未断裂螺栓为5.5~6,显微组织显示齿面局部略有脱碳, 组织为回火马氏体,测得其硬度大于50 HRC,抗拉强度大于1750MPa,说明该材料的强度 级别很高,属于超高强度钢。 3 分析与讨论 上述实验结果表明:该型号螺栓无论在力学性能、化学成分以及晶粒度等方面均符合相 关标准。该螺栓组织为回火马氏体,回火马氏体对氢是极其敏感的。该螺栓的强度很高,因 此同样对氢脆的敏感性也很高。一般来说,发生氢致延迟断裂需要同时具备以下三个条件:

关于汽车配件螺栓断裂原因分析

关于汽车配件螺栓断裂原因分析 摘要:材质为45#的螺栓在热处理后沿径向出现裂纹并断裂。为了查明原因,用光电直读光谱仪、光学显微镜及扫描电子显微镜对断裂处进行了能谱、宏观、微观和化学成分等分析。研究表明:螺栓的化学成分完全符合产品的技术要求,螺栓断裂是由于螺栓在淬火前存在成分偏析,以及淬火冷却时生成较多的块,半网状铁素体等组织缺陷,引起螺栓的强韧性下降,导致螺栓沿径向方向产生微裂纹而引起的疲劳断裂。 关键词:螺栓疲劳断裂成分富集 中图分类号:TG11 文献标识码:A 文章编号: 1674-098X(2015)01(a)-0070-01 某公司生产的螺栓,主要用于汽车上,其作用是紧固连接。材质:45#,性能等级:4.8级,规格:M10。它的热处理工艺是淬火900~930 ℃以及回火580~630 ℃。热处理结束之后,发现沿径向方向螺栓断裂,导致批量性报废,造成单位的经济损失惨重。该文通过分析,探究螺栓断裂的原因,包括能谱、宏观、微观和化学成分等分析。 1 实验过程与结果 1.1 化学成分分析 其材质:45#,执行标准:GB/T699-1999,螺栓的化学

成分是通过采用美国XXX型光电直读光谱仪进行光谱分析的,结果见表1,观察表1知断裂螺栓的化学成分满足 GB/T699-1999优质碳素结构钢的要求。 1.2 宏观分析 见图1,断裂螺杆的宏观图。经观察可知,螺栓对开是沿径向区域,断裂起源于螺栓螺纹牙处。整个断口绝大部分为扩展区,最后的瞬断区很窄,宏观上有明显的疲劳特征。直于裂纹前端(每一瞬间)的轮廓。因此可判断裂纹源应在螺栓螺纹牙处。 1.3 微观分析 侵蚀样品的溶液选用5%(体积分数)硝酸酒精,通过在显微镜下观察,能够发现其纵向截面断裂边缘组织是大量块状铁素体以及回火索氏体(见图2)。其块状铁素体是属于未淬透而生成的组织,有可能是经加热使其完全奥氏体化之后再做淬火冷却而缓慢形成的,并在回火的时候,因没有发生组织转变,最后,这部分铁素体被保留了下来,降低了机械性能,而余下的马氏体经碳化物析出,进而转变为回火索氏体。 1.4 能谱分析 观察正常部位组织(图3)及裂纹附近的组织(图4、图5),可以发现组织均以回火索氏体为主,大小均匀。裂纹附近组织无明显异常,可以初步判定裂纹不是在轧制阶段形

案例一螺栓失效分析

案例一螺栓断裂失效分析 某螺栓生产厂家生产的螺栓在用户使用过程中发生断裂,为分析螺栓断裂原因,进行了化学成分测试、金相组织观察、螺栓断口观察、能谱测试以及硬度测试等,并对螺栓断裂做出了结论。 1、化学成分分析 螺栓成分分析采用成分分析仪,正常断裂、异常断裂螺栓成分见表1,从表中可以看出正常断裂螺栓与异常断裂螺栓成分都符合GB/T3077-1999《合金结构钢》中对45Mn2钢的要求。 表1 材料化学成分分析结果(质量分数,%) C Si Mn P S Cr Ni Fe 正常断裂螺栓0.421 0.250 1.498 0.011 0.001 0.078 0.021 余量 异常断裂螺栓0.425 0.269 1.534 0.011 <0.001 0.068 0.019 余量标准值0.42~0.49 0.17~0.37 1.4~1.8 2、金相组织分析 取平行于断裂截面的试样,打磨、抛光并观察其组织形貌。下图1(a)、1(b)所示为正常断裂螺栓与异常断裂螺栓的金相组织形貌,从图中可以看出螺栓金相组织均为回火马氏体。 (a)正常断裂螺栓;(b)异常断裂螺栓 图1 螺栓金相组织形貌 3、宏观断口形貌分析 正常断裂螺栓、异常断裂螺栓宏观断口形貌如图2(a)、2(b)所示。由图可知

两个螺栓均从中心起裂,裂纹向四周扩展。正常断裂螺栓与异常断裂螺栓断裂截面都具有裂纹源、扩展区、瞬断区三个部分,正常断裂螺栓扩展区面积比异常断裂螺栓大,瞬断区面积则比异常断裂螺栓小。这与异常断裂螺栓应力(165KN )比正常断裂螺栓断裂应力(215KN)小相吻合。同时正常断裂螺栓断裂截面较为平整,异常断裂螺栓在裂纹源附近呈凹陷状。 (a)正常断裂螺栓; (b)异常断裂螺栓 图2 螺栓断裂截面 4、 微观断口形貌分析 图3所示为正常断裂螺栓与异常断裂螺栓断裂截面裂纹源附近的微观形貌,从图中可以看出正常断裂螺栓组织较为平整,而异常断裂螺栓中心附近可见含有夹杂物的微孔。图4所示为夹杂物所在位置,图5为夹杂物能谱分析图,表2为其对应的元素分析表,从表中可以看出夹杂物中主要元素为O 、Si ,并存在少量的Mg 、Al 、Ca 元素,其中O 元素的含量很大,故较杂物主要为SiO 2,存在少量的MgO 、Al 2O 3、CaO 。 裂纹源 扩展区 裂纹源 扩展区 瞬断区 瞬断区 a) b)

丝锥断的取出方法_丝锥断了怎么取出来_取断丝锥方法

取折断丝锥、断钻头的新方法 丝锥断了的取出方法,丝锥断了怎么取出来? 1、如果断在离孔口不远处,可以想办法把它弄出来。比如用尖嘴钳或尖的东西让丝攻反转出来。如果离孔口较远处,可以用两根刚度较好的钢丝夹着反转。 2、一般的方法弄不出来,可以用电火花的方式把断的丝攻头上弄一个内六角,再用外六角扳手把它拧出来。 3、如果有硬质合金钻头,可以用与底孔大小相同的钻头,把丝攻给钻掉。 4、线切割割出。适用通孔。 5、气割熔出。丝攻热容量小,先于工件升到高温,控制好时,可以只切割断丝攻。适用通孔。 6、用錾子旋转着凿出来。 7、从孔的另一面,用小冲子使劲冲,将断丝攻冲出来。缺点是损伤螺纹。但要求低的螺纹仍可使用,对强度影响不大。适用通孔。 8、焊接的方法。在断丝攻上焊接一铁棍,旋转铁棍拧出。 9、用适当的电极,用电脉冲机床将断丝攻打掉。成本较高,但是小件没有处理不了的。 10、还有一个不入流的方法,比较卑鄙,适用情况也特殊。在攻骑缝螺丝时断丝攻,不作处理,断丝攻权当一个骑缝螺丝,留给将来拆卸它的维修工处理。如何取出断在工件里的丝锥和钻头,看看这几个方法好用不 1. 灌点润滑油,用尖簪子或者斩子在断裂面反向慢慢敲出,不时倒倒铁削(车间里最常用的方法,但是对于孔径太小的螺纹孔或者断掉的丝锥太长可能就不合适了,不过可以尝试)。

2. 在丝锥断裂截面上焊接一个把手或者六角螺母,然后轻轻反转出来(本来就是一种好方法,不过焊接有些麻烦,还是同样的话,对于直径较小的丝锥就不合适了); 3. 用专用工具:断丝锥取出器,原理是工件和丝锥分别接上正负电极,中间灌电解液,导致工件向丝锥放电腐蚀,然后辅助尖嘴钳等取出,对内孔伤害很小; 4. 拿钢辊顶在丝锥裂口用小锤子慢慢敲,丝锥比较脆,最后敲成渣出来,或者更简单,直接把断丝锥的螺纹孔钻烂活镗烂,重新扩孔攻丝(方法有些野蛮,如果丝锥直径太小也不好使,直径太大,敲起来也挺累人的); 5. 将断丝锥所在的螺纹孔焊平,再磨平,重新钻孔,虽然很难但是慢慢可以钻进去(如果那个螺纹孔可以换位置的话,重新钻孔攻丝的时候,建议还是换到原螺纹孔旁边); 6. 在断丝锥截面上凿个一字槽,用螺丝刀反向拧起(那个一字槽很难凿出来的,如果丝锥直径小的话就更难了); 7. 把断丝锥的螺纹孔钻大,然后镶嵌一个钢丝螺套或者销钉什么的,再焊接,磨平,重新钻孔攻丝,可以做到基本一样(这种方法虽然麻烦,但是很实用的,丝锥大小都无所谓); 8. 用电脉冲打掉,电火花或者线切割都可以,伤了孔可以扩孔加钢丝螺套(此法更简单方便,至于同轴度暂时就不要考虑了,除非你的那个螺纹孔同轴度直接影响设备的质量); 9. 做一个简单的工具同时插入断丝锥截面的排屑槽空位内,小心反向扳出来,如,可用带方榫的断丝锥上拧2个螺母,用钢丝(根数与丝锥槽数相同)插入断丝锥和螺母的空槽中,然后用铰杠按退出方向扳动方榫,把断丝锥取出(这种方法

高强度螺栓断裂失效分析

高强度螺栓断裂失效分析 韩志良 (常州机电职业技术学院机械系,常州213012) 马红卫,丁燕君 (常柴股份有限公司理化室,常州213002) 摘要:针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故,采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。分析结果认为螺栓失效的原因有:(1)螺纹成形时产生裂纹,螺栓因之而脆断;(2)杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂;(3)装配时扭矩过大,螺栓明显缩颈而断裂;(4)原材料中心存在裂纹。 关键词:螺栓;裂纹;扭转;脱碳 高强度螺栓是发动机紧固件中最重要的零件之一,如连杆螺栓、缸盖螺栓、主轴承盖螺栓,要求强度等级为10.9级,有的甚至达12.9级。但在实际使用中,高强度螺栓(简称螺栓)断裂失效也时有发生。笔者就发生在装配过程中的四起高强度螺栓断裂失效逐一进行分析。 1 195连杆螺栓断裂失效分析 195连杆螺栓装配时断裂于螺纹处。从断口上看,断口平直,无缩颈,几乎没有裂纹萌生区,全部为最后瞬断区。零件供应商进行了失效分析,认为装配时连杆螺纹内夹入异物,阻碍了螺纹的拧紧,导致装配扭矩过大而断裂。 1.1 断口分析 由于断口表现出极大的脆性,如果是基于扭紧力矩过大而断裂,断口应表现出良好的塑性,因为拧紧时螺栓主要受扭转应力,而扭转试验的应力状态的柔性系数较大(大于拉伸试验),材料易于塑性变形,而失效的螺栓并未表现出塑性。另外,断裂源也不在齿根部,而是有所偏离。 1.2 化学成分和显微组织分析 螺栓材料牌号为40Cr钢,强度等级10.9级,硬度要求32~38HRC,金相组织要求1~3级(JB/T8837-2000)。经检验,螺栓化学成分(质量分数)符合GB/T3077-1988之规定,见表1。显微组织为细的回火索氏体,按JB/T8837-2000评定为1级,其硬度值为34HRC和35HRC,硬度和显微组织均符合技术条件规定。经磁粉探伤未发现磁痕。 将螺栓从杆部与头部交接处纵向剖开,经金相制样、观察,结果在大部分螺纹的根部均有裂纹,即在断口附近和远离断口的螺纹处均存在裂纹,裂纹位置偏离“真正的”齿根部,裂纹的两侧无贫碳和脱碳,说明裂纹的形成与调质处理无关,见图1和图2。由于裂纹细小且位于螺纹根部,常规磁粉探伤未发现磁痕。

13种方法取断螺丝方法总结精编版

下面有13种方法取断螺丝方法总结 ,应根据自己的实际情况来选择,也可以几种方法一起用。要讲究灵活性,希望可以帮助大家。 1、可以使用砂轮机把断丝的部位磨平,再用小钻头先钻,再逐渐改用较大的钻头,断丝就逐渐脱落,脱落之后用原来大小的丝锥重新攻一下牙,这样的优点可以不用增大孔径。 2、在断入物上焊接一铁棒,然后拧出。(缺点:a、太小的断入物无法焊接;b、对焊接技巧要求极高,容易烧坏工件;c、焊接处容易断,能取出断入物的几率很小。) 3、用比断入物硬的锥状工具撬。(缺点:a、只适宜脆性断入物,将断入物敲碎,然后慢慢剔出;b、断入物太深、太小都无法取出;c、容易破坏原有孔。) 4、做一个比断入物直径小的六角电极,用电火花机床在断入物上加工一六角沉孔,然后用内六角扳手拧出。(缺点:a、对锈死的或卡死的断入物无用;b、对大型工件无用;c、对 太小的断入物无用;d、耗时、费事。) 5、直接用比断入物小的电极,用电火花机床打。(缺点:a、对大型工件无用,无法放入电火花机床工作台;b、耗时;c、太深时容易积碳,打不下去。) 6、用合金钻头打(缺点:a、容易破坏原有孔;b、对硬质断入物无用;c、合金钻头较脆易断。) 7、现在有一种用电加工原理设计制造的便携式工具机,能轻松快速将断螺丝、断丝锥钻头取出。 8、如果螺丝不太硬,可以把端面挫平,再找出找中心点,用样冲打一小点上去,用小一点的钻头先钻,要垂直,然后用断丝取出器反向拧出即可。 9、如果买不到断丝取出器,就用大一点的钻头继续扩孔,在孔径接近螺丝时,有些丝会吃不住劲脱落下来了,剔除余下的丝牙,然后用丝锥重新修整就行。 10、如果螺丝断丝有露出来,或断螺丝处要求不严格,还有用手锯能够锯着,可以锯条缝,连外壳也锯,然后用平口螺丝刀卸下来。 11、如果断丝露出一定长度在外面,而且机械材料溶点又不太低,可用电焊在螺丝上面焊一个加长T型杆,这样就能从焊接的杆轻易拧出。 12、如果螺丝生锈非常严重,用上面的方法不好处理的,建议用火烤红后加进一点润滑油,再用以上相应的方式处理。 13、经过N多努力后,螺丝虽然是取出来了,但这时孔也废了,索性就钻个更大的孔攻丝,

高温螺栓断裂分析

中国科技论文在线 https://www.360docs.net/doc/9216752892.html, 25Cr2MoV钢高温螺栓断裂分析 刘建华 (中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州 221116) 摘要:通过力学性能试验、金相分析及 SEM断口分析对火电厂机组气缸 25Cr2MoV钢高温紧固螺栓发生断裂进行了研究。结果表明:该螺栓长期在高温条件下服役,其晶界会有黑色网状碳化物析出、晶界粗化,同时组织老化,承受载荷能力下降。在停开机提速过快时,螺栓不能承受施加的偏心冲击载荷,导致其发生脆性失效。 关键词:25Cr2MoV;脆性断裂;断口分析;晶界弱化 中图分类号:TG142.1 The Fracture Analysis of High-temperature Blots Made of 25Cr2MoV Steel LIU Jianhua (School of Material Science and Engineering,China University of Mining and Technology, JiangSu XuZhou 221116) Abstract: The fracture of high-temperature fastening blots made of 25Cr2MoV steel used on thermal power unit cylinder has been studied.Analyses on fracture with mechanical properties, metallographic examination and SEM have been carried out. The results showed that the black mesh grain boundary carbide precipitation with 25Cr2MoV steel under long-term elevated temperature service, and the grain boundary coarsening.These factors contribute to grain boundary and grain boundary weakening performance, organization of aging itself ,load bearing capacity of the matrix decreased. Stop the excessive speed at the start, the bolts can not withstand the impact loads imposed by the eccentric, leading to brittle failure. Keywords:25Cr2MoV; brittle fracture; fractography analysis; grain boundary weakening 0引言

取出断螺丝的方法之一

取出断螺丝的方法之一

很多车友在安装螺丝过程中,由于螺丝质量问题或者安装力量过度,导致螺丝直接断裂,且最麻烦的一种是螺丝直接断在了螺母里面,甚至外面没有留下一点可用钳子夹的尾巴,这种情况常发生在锁定力量很大的部位,如曲柄固定螺丝,v刹固定螺丝,龙头固定螺丝等地方,通常这样的毛病发生后会被认为无法解决,其实解决这个问题还是有办法的。首先需要找一根类似照片1上这种梅花螺丝刀,因为这种螺丝刀有多个较尖锐的边,可以卡在以后的那个自己钻出的洞里,梅花螺丝刀的大小视损坏的螺丝大小而定,比如较大的中轴就需要一把较大的梅花螺丝刀,这样才会更好发力和从洞内卡的更紧。然后是打洞,打洞是较有技术的环节,打洞的关键是要打在断裂了的螺丝的中心,因为只有在中心才可以最大效能的发挥旋转力度,如果洞打偏了那旋转会很吃力,偏的厉害甚至根本无法取出。打洞前需要在螺丝中心先引钻,引钻可以用一根钢性好的铁钉或者水泥钉,引钻是让中心留下一个可以让钻头在开始时能立足的小凹坑,然后开始使用号数较小的钻头打一个洞,使用小号钻头是比较安全和容易打开这个小孔的,因为如果小孔发生偏移,还可以用小钻头在孔内摩擦,让孔更偏向中心。在小孔目测基本接近中心的情况下在使用大钻头打孔,大钻头的尺寸最少要比断掉的螺丝小1mm,因为孔的周围必须留下梅花螺丝刀的嵌入空间。然后将梅花螺丝刀从中间打入,断螺丝由于电钻的作用已经基本退火,梅花螺丝刀可以很容易的嵌入进去,梅花螺丝刀因为有多个面接触,所以嵌入后会有很多有效吃力面积,这个原理很类似isis轴。旋转梅花螺丝刀要很小心,因为我们人为嵌入的牙并不一定很紧,很容易发生打滑,一旦打滑就必须使用更大一号的梅花螺丝刀了,所以旋转的力量要由小到大,先顶紧在旋转。在某些特殊部位,如中轴螺丝,这样的地方次到的力道相当的大,而使用的梅花螺丝刀可以是那种L型的梅花板手,且为了防止打滑,可以在梅花螺丝刀头部涂抹环氧数脂,充分固化后再求一次性搞定。

高强螺栓脆性断裂研究及实例分析

高强螺栓脆性断裂研究及实例分析 摘要:本文简要回顾了高强螺栓的发展历程,介绍了当前高强螺栓研究的现状及动态,总结了钢材脆性断裂理论、脆性断裂的影响因素及高强螺栓的断裂分析。 关键词:高强螺栓;脆性断裂; Research on Brittle Fracture of High Strength Bolt and Analysis by Example Abstract:The article briefly reviewed the development course of high strength bolt, introduced the current status and trends of high strength bolt, and summarized the theory of brittle fracture and influenced factors and the fracture Analysis of strength bolt. Keywords: high strength bolt;brittle fracture; 0 引言 我国从1957年起开始研究高强度螺栓及其连接,并首先运用于桥梁。这为我国钢结构采用高强螺栓连接奠定了基础。在以后修建成昆铁路时推广了此项新技术,使高强螺栓连接技术得到了提高和发展。在材料使用方面,我国高强度螺栓制作从开始时使用45号钢和40硼钢材料逐步转变到使用具有更好力学性能和工艺性能的20MnTiB钢。高强度螺栓的应用范围也逐渐广泛,从原来的桥梁结构扩展到各种钢结构、机械结构设备,甚至宇宙飞船、海洋钻井平台的使用。大量各种连接形式的静力试验和疲劳试验,为高强度螺栓连接合理设计提供了可靠的参数。 1高强螺栓的研究现状 1.1国外现状:美国伊利偌斯大学的Rajasekhaaran S.Hair等对单螺栓连接和T字型双螺栓连接进行了试验和理论分析,得出了高强度螺栓的撬力作用会大大降低T字型双螺栓连接的极限承载力和疲劳强度的结论。荷兰的Stark J WB和Bijlaard FSK对由高强度螺栓构成的钢框架节点的弯矩一曲率关系进行了研究。意大利学者Giro Faena等对T字型螺栓连接进行了试验分析。并总结了影响高强度螺栓预拉力的主要因素。另外,美国的Yang Jun和DewoIf John.T则对高强度螺栓预拉力的松弛现象进行了探索。

螺栓断裂原因分析

螺栓断裂原因的分析 一般情况下,我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析: 第一、螺栓的质量 第二、螺栓的预紧力矩 第三、螺栓的强度 第四、螺栓的疲劳强度 实际上,螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的,是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同,最后,我们总能从疲劳强度上找到原因,实际上,疲劳强度大得我们无法想象,螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。 一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度: 以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力载荷是20吨,高达它自身重量的十万倍,一般情况下,我们只会用它紧固20公斤的部件,也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的,不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度: 螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动,而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说,螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了,我们只使用了它大能力的万分之一,所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。 三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动: 螺纹紧固件松动后,产生巨大的动能mv2,这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备,致使紧固件损坏,紧固件损坏后,设备无法在正常的状态下工作,进一步导致设备损坏。 受轴向力作用的紧固件,螺纹被破坏,螺栓被拉断。 受径向力作用的紧固件,螺栓被剪断,螺栓孔被打成橢圆。 四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在: 以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨,其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓,每根螺栓的抗拉力为110吨,预紧力取抗拉力一半计算,预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断,现在准备改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解决不了。 螺栓断裂,人们最容易得出的结论是强度不够,因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力,其摩擦力也得到了增加,当然防松效果也可以得到改善,但这种办法其实是一种非专业的办法,它的投入太大,收益太小。 总之,螺栓是:“不松不断,一松就断。”

高强度螺栓断裂研究分析

高强度螺栓断裂分析

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

高强度螺栓断裂分析 作者:上海交通大学曾振鹏 摘要:采用断口分析、金相检验和硬度 测定等方法,对高强度螺栓断裂原因进行了分析。断口分析结果表明,断口平坦,呈放射状花样,微观形态主要为准解理花样,表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现,在断口附近还存在横向内裂纹,内裂纹的断口形态与断裂断口一样。金相分析表明,材料棒中存在严重的中心碳偏析,而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。 关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析 某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓,在进行验收试验时发生断裂。螺栓材料为35CrMoA,采用常规工艺生产,硬度要求为35~39HRC。 1检验 1.1材料的化学成分 用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析,分析结果(质量分数)列于表1。从表1可以看出,材料的化学成分符合标准要求。 1.2硬度测定 硬度测定结果列于表2。由表可见,螺栓材料硬度虽符合技术要求,但已接近上限。 1.3材料的显微组织 (1)在抛光态下,可见材料中含有较严重的夹杂物,其形态、分布见图1。对照标准[2],夹杂物级别为3~4级。

图1夹杂物形态及分布状况100× 图2螺栓的显微组织280× (2)显微组织见图2。组织为回火马氏体+粒状贝氏体,并有少量铁素体。从图2可明显看出,组织中存在严重偏析,出现回火马氏体和粒状贝氏体带,致使显微组织不均匀,而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。对样品螺纹根部附近的组织进行了观察,未发现脱碳现象。 1.4断口分析 (1)图3a为断口的宏观形貌,断口较平坦,表面呈灰色,有明显的撕裂脊,呈放射状花样,放射线从中心向四周发射。表明裂纹先在中心形成,然后向外扩展。当裂纹扩展至整个横截面时,螺栓断裂。 图3断口的宏观形貌 (2)断口的微观形态基本上以准解理花样为主,还有一些二次裂纹,如图4所示。

循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析

循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析 摘要:本文利用强度校核的方法,分析了膜片联轴器螺栓断裂的原因并对螺栓的装配方式提出了改进建议。 关键词:膜片联轴器 螺栓断裂 强度校核 扭矩 1前言——某厂循环水装置新安装的一台双吸型离心式水泵运行仅三天便发生了联轴器螺栓断 裂的现象。断裂部位:螺纹根部。新更换的联轴器螺栓在安装时严格按照说明书对联轴器中心、螺栓扭矩进行质量控制,但类似现象再次发生。 运行工况: 驱动电机功率:350KW , 转速:1845r/min 联轴器形式:单金属膜片联轴器 联轴器螺栓: 螺纹规格:M16 ;拧紧力矩250N ·M ;材质:40Cr ; 数量:8件 1.1螺栓受力状态分析 膜片联轴器(又称金属叠片联轴器)由若干个叠合的金属膜片用螺栓交错地与两半联轴器(又称半对轮)连接而成,利用金属膜片的弹性变形来补偿两轴的相对偏移。设备运转过程中,联轴器依靠膜片与半对轮之间的正压力产生的摩擦力来传递扭矩。这种正压力为螺栓的预紧力。显然联轴器螺栓为紧连接状态。螺栓危险截面——螺纹根部小径处除受拉应力外,还受到螺纹拧紧力矩所引起的扭转应力。若螺栓预紧力过小,膜片同半对轮间产生的摩擦力不足以传递扭矩,那么膜片与半对轮将产生相对滑移,螺栓进而承受一定的剪切力。 为了判断螺栓是否承受剪切力,必须校验膜片与半对轮间的摩擦力。 对于M10—M68的粗牙螺纹,拧紧力矩T 同预紧力a F 之间的关系为 【1】 : d F T a 2.0≈ (1) 式中: m m d 螺纹公称直径- KN F a 螺栓预紧力- 则: d T F a 2.0= (2) 膜片同半对轮间的静摩擦力f 为: μa o F n f = (3) 15.0=-μμ擦系数,半对轮同膜片间的静摩 4=-o o n n 半对轮侧的螺栓数量,

汽车悬置螺栓断裂失效分析

汽车悬置螺栓断裂失效分析 发表时间:2018-05-23T17:22:09.973Z 来源:《基层建设》2018年第6期作者:姚瑶 [导读] 摘要:本文分析了发动机安装支架和发动机支架的疲劳断裂问题。 江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司安徽合肥 230601 摘要:本文分析了发动机安装支架和发动机支架的疲劳断裂问题。对螺栓的宏观、扫描电镜、化学成分和金相分析进行了分析,并对同一批次螺栓进行了力学性能试验。在各种物理化学试验的基础上,结合显微断裂和断裂机理,分析了螺栓的断裂原因。 关键词:汽车;悬置螺栓;失效分析 1前言 在开发多车发动机支架的过程中,将车辆用于发动机锻造钢悬架。在常规车辆的道路试验中,连接螺栓和螺栓断裂。本文从螺栓、螺柱断裂类型、螺栓连接强度计算和结构设计等方面分析了连接失效分析,并提出了改进建议。 2分析的内容 2.1分析样本 分析样品是一个完整的螺栓失效螺栓和失效螺栓。完整的螺栓是全新未使用的。 2.2分析内容 进行了断裂分析、化学成分分析、硬度测试、金相分析、扫描电镜和能谱测试。对完整的螺栓进行了化学成分分析、硬度测试、拉伸试验和金相分析。 2.2.1宏观断口分析。 断裂的连杆被分成两部分:螺纹部分的断裂部分留在连杆的深孔中,螺栓的另一部分暴露在外。打开螺丝孔后,将断头取出,螺孔内螺纹有外拉的痕迹。通过与相同模型的完全螺栓比较,发现螺栓的断裂位置位于螺纹的第一齿位置,螺纹部分没有明显的塑性变形。由于暴露螺钉的二次损伤,存在明显的多重冲击痕迹,杆体严重变形。虽然断裂具有一定的疲劳特性,但断裂边缘明显受到破坏。因此,暴露的螺杆部分没有断裂分析值。 2.2.2化学成分分析 样品采用螺栓,化学成分符合设计人员的技术要求。 2.2.3光学金相分析。 对失败螺栓基体的金相组织进行分析,组织相对均匀。在螺栓表面附近的组织形态学中未发现明显的脱碳。金相检查未发现异常。 2.2.4硬度分析。 结果表明,断裂螺栓的硬度与设计要求一致。 2.2.5SEM分析 采用扫描电子显微镜观察螺栓孔内的断裂情况,发现裂纹源位于断裂边缘。源区域面积较小,瞬时区域面积约为1/2。通过安装位置对准,线的螺纹有向外拉的位置。源区域的部分增大,疲劳阶段从断裂边缘开始,有许多与裂纹扩展方向垂直的小的疲劳条纹。 在源区没有明显的夹杂物和不均匀的冶金缺陷。随着裂纹扩展,疲劳条纹变得越来越长。在裂缝快速膨胀区,有一个明显的酒窝形状。扫描电镜(sem)在螺纹上观察,发现裂纹与断裂源部分平行。横截面的外表面有许多微裂纹。螺纹表面没有明显的加工缺陷。螺杆断裂为多个断口源,断裂源集中在截面的同一侧,锚杆和瞬态断裂带占整个断裂的比例(近1/2),这是典型的大应力低周疲劳断裂特征。通过对螺纹的观察,发现加工缺陷引起的应力集中,除了疲劳裂纹外,没有发现。因此,扫描电子显微镜(sem)的结果表明,连杆的断裂是在高单向弯曲循环加载作用下形成的。 3基于VDI2230方法的连接计算分析。 机械设计手册主要是指国家标准的螺栓连接计算方法。与VDI2230的计算方法相比,计算方法略粗糙,前考虑不全面。本文采用VD12230方法计算悬吊支架的连接,从表面处理、摩擦系数、结构尺寸、预紧力矩等方面分析了螺栓的连接强度。通过道路光谱采集,获得了悬吊支架的载荷和横向载荷,并得到了悬架的横向载荷。通过实验得到了连接结构的摩擦系数。 表一:摩擦系数 (1)使用VDI2230方法(MDESIGN分析软件)的帮助下,螺栓疲劳应力幅值是80mpa,电泳锻钢悬置支架的抗滑安全系数引擎联接螺栓底部SG=1.5,小于VDI2230SG1.8或更高的设计要求、安全系数;锻钢支架山经过电泳处理(相对结表面之间的摩擦系数是0.18),,通过嵌入预应力损失预紧的损失(VDI2230嵌入式)。因为螺栓利用率是72.3%,可以满足连接的安全系数增加扭矩。然而,螺栓的应力幅值很小,当扭矩接近屈服时,螺栓的应力幅值仍然高达71MPa。 (2)如果连接支撑面不进行电泳(螺栓的摩擦系数为0.23),则螺栓连接防滑的安全系数为SG=1.92,满足连接安全系数的要求;螺栓应力幅值为62MPa,不满足螺栓疲劳应力的要求。 (3)采用电导支架,然后螺栓扭矩增加,使螺栓计算利用率达到95%,螺栓疲劳应力幅值仍高达56mpa,仍然不能解决螺栓疲劳应力幅值过大的问题。结果表明,单纯增加预应力不能解决锚杆的疲劳破坏,表明锚杆应力幅值过大,导致螺栓疲劳断裂。 (4)通过增加基础凸集的3毫米直径,增加的面积的利用率95%结表面和螺栓,螺栓应力幅值明显降低,增加了底座直径的螺栓疲劳失效后问题解决了道路试验。指出零件结构的尺寸设计对螺栓连接的疲劳性能有重要影响,是提高螺栓连接在允许结构下的疲劳性能的一种方法。 (5)当然,在这种连接结构中,在弯矩作用下,3个紧固点分布,在弯矩作用下容易发生接触面积,在螺栓应力打开后会急剧增加,最终导致疲劳失效。如果你考虑在三角形分布中变化的扣分,可以有效地减少弯曲力,在三个螺栓上的载荷分布可以更均匀,防止单个螺栓发生早期疲劳断裂失效。然而,在发动机室空间中,很难进行有足够空间的三角形连接布置。

螺栓断裂分析报告

高强度螺栓断裂分析 曾振鹏 (上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室,上海200030) 摘要:采用断口分析、金相检验和硬度测定等方法,对高强度螺栓断裂原因进行了分析。断口分析结果表明,断口平坦,呈放射状花样,微观形态主要为准解理花样,表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现,在断口附近还存在横向内裂纹,内裂纹的断口形态与断裂断口一样。金相分析表明,材料棒中存在严重的中心碳偏析,而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。 关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析 某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓,在进行验收试验时发生断裂。螺栓材料为35CrMoA,采用常规工艺生产,硬度要求为35~39HRC。 1 检验 1.1 材料的化学成分 用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析,分析结果(质量分数)列于表1。从表1 可以看出,材料的化学成分符合标准要求。 1.2 硬度测定 硬度测定结果列于表2。由表可见,螺栓材料硬度虽符合技术要求,但已接近上限。 1.3 材料的显微组织 (1)在抛光态下,可见材料中含有较严重的夹杂物,其形态、分布见图1。对照标准[2],夹杂物级别为3~4级。

图1 夹杂物形态及分布状况 100×图2 螺栓的显微组织280× 4%硝酸酒精溶液侵蚀 (2)显微组织见图2。组织为回火马氏体+粒状贝氏体,并有少量铁素体。从图2可明显看出,组织中存在严重偏析,出现回火马氏体和粒状贝氏体带,致使显微组织不均匀,而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。对样品螺纹根部附近的组织进行了观察,未发现脱碳现象。 1.4 断口分析 (1)图3a为断口的宏观形貌,断口较平坦,表面呈灰色,有明显的撕裂脊,呈放射状花样,放射线从中心向四周发射。表明裂纹先在中心形成,然后向外扩展。当裂纹扩展至整个横截面时,螺栓断裂。

螺栓断裂原因分析

螺栓断裂原因分析 螺栓的抗拉强度比想象中强得多,以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力载荷是20吨,高达它自身重量的十万倍,一般情况下,我们只会用它紧固几十公斤的部件,只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺栓的抗拉强度是足够的,不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 很多螺栓断裂的最终分析认为是超过螺栓的疲劳强度而损坏,但是螺栓在横向振松实验中只需一百次即可松动,而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次才会损坏。换句话说,螺栓在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了,我们只使用了螺栓能力的万分之一,所以说螺栓的损坏也不是因为螺栓疲劳强度。 静态紧固用螺栓很少会自行松动,也很少出现断裂情况。但是在冲击,振动,变载荷情况下使用的螺栓就会出现松动和断裂的情况。 所以我认为螺栓损坏的真正原因是松动。螺栓松动后,螺纹和连接件之间产生微小间隙,冲击和振动会产生巨大的动能mv^2,这种巨大的动能直接作用于螺栓,受轴向力作用的螺栓可能会被拉断。受径向力作用的螺栓可能会被剪断。 因此设计时,对于关键的运动部位的连接紧固要注意防松设计。 自锁螺母尼龙锁紧螺母以上为两种形式的锁紧螺母。 对于弹簧垫片的放松效果,一直存在争议。 弹簧垫圈的放松原理是在把弹簧垫圈压平后,弹簧垫圈会产生一个持续的弹力,使螺母和螺栓连接副持续保持一个摩擦力,产生阻力矩,从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件的表面,从而防止螺栓相对于被连接件回转。

以M16螺栓连接为例,实验显示用约10N.m的螺栓预紧力矩就可以将16弹簧垫圈完全压平。弹簧垫圈只能提供10N.m的弹力,而10N.m的弹力对于280N.m的螺栓预紧力矩来说可以忽略,其次,这么小的力,不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察,螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以,弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。另外,在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈,如果垫圈质量有问题,相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。

汽车用螺栓断裂分析

记录号:JS-AL-紧固件-019 汽车用螺栓断裂分析 摘要:某面包车底盘下摆臂的一个紧固螺栓发生断裂。生产厂要求分析螺栓早期断裂的原因。扫描电镜和金相分析结果表明,送检螺栓产生了沿晶脆断,是导致螺栓早期断裂的原因。 关键词:螺栓;金相检验;沿晶断裂 材料种类/牌号:结构钢/40Cr 概述 某海狮面包车行驶约400公里时,其底盘下摆臂的一个紧固螺栓发生断裂。螺栓生产厂将事故发生原件送中国科学院金属研究所失效分析中心,要求分析螺栓早期断裂原因。 螺栓是由一高强度标准件厂生产的,其规格为MI2X1.25X44,材料为4OCr 结构钢,螺栓经调质处理,硬度值要求为HRC34-39。 测试过程与结果 宏观检查 图1是送检实物的局部宏观像,黑箭头指螺栓断口。在下摆臂的两个螺孔的外侧表面,各有部分黑色油漆被擦掉(白箭头指示),但二者被擦部位不同。对断裂螺栓的螺孔,被擦部位在图1中螺孔的上方;对末断螺栓的螺孔,被擦部位在图1中螺孔的下方。油漆被擦说明下摆臂与通过螺栓被其紧固的拉杆座之间在两个螺孔附近出现局部相对滑动,这种相对滑动应发生在螺栓断裂之后。 图2是螺栓断口的宏观像,螺栓断裂于螺纹根部(黑箭头所示)。整个断口可分为2部分:一部分断口与螺栓纵向基本垂直,呈黑灰色,稍显粗糙,用数字1标出;另一部分断口与螺栓纵向斜交,呈银灰色,较为光滑,用数字2标出。断口两部分形貌的明显差异说明螺栓断裂经历了两个不同的过程。需要说明的是,与数字2所示的断口部分相邻的螺孔也出现了部分断裂(白箭头所示),其形貌与数字2标识的断口相近。 图1、送检实物局部宏观像 图2、螺栓断口的宏观像 用线切割万法开槽,加力将下摆臂断裂螺栓的螺孔分开,如图3所示。螺孔内的黑色润滑油脂和黄绿色锁固剂分布均匀,螺栓上的润滑油脂和锁固剂分布也基本均匀,这说明螺孔与螺栓的齿面间润滑良好,未见局部磨损现象。 综上所述,宏观检查说明螺栓断裂应包括两个不同的断裂过碍。螺孔与螺栓之间齿面润滑良好,未见磨损。 中国应急分析网

螺栓断裂失效原因分析

测试与分析 螺栓断裂失效原因分析 华南理工大学机电系(广州 510641) 高 岩 李 林 许麟康 【摘要】 合金结构钢(相当于我国35CrMo钢)制螺栓用于空调压缩机内连接气缸体与气缸盖,在生产线上用气动搬手装配时相当部分发生断裂。失效分析结果表明,机加工时螺纹根部及表面形成微裂纹,以及回火不足,硬度偏高,共同造成了螺栓失效。 关键词:低合金钢 螺栓 微裂纹 F ailure Analysis on the Fracture of Bolts G ao Yan,Li Lin,Xu Linkang (Department of Mechano2Electronic Engineering,S outh China University of Technology,Guangzhou510641)【Abstract】 A batch of bolts with size of M4×1135used to connect cylinder body and cover of air conditioner com pressor were made of imported low alloy steel close to35CrMo in com position1However,a great proportion of the bolts fractured when being assembled us2 ing pneumatic spanner1After failure analysis,it was found that the main reason for the ru pture of bolts was the micro2cracks induced by machining.At the same time,non2enough tempering which resulted in the brittleness of the material also accounted for the fracture1 K ey w ords:low alloy steel,bolt,micro2crack 某标准件公司一批螺栓,规格为M4×1135,材料为合金结构钢,相当于我国的35CrMo钢,冷墩头部,搓制螺纹,热处理工艺为淬火+回火,并进行发兰处理,规定σb>1000MPa, (32~38)HRC。螺栓用于空调压缩机内连接气缸体与气缸盖,但在生产线上用气动搬手装配时相当部分螺栓在与螺栓交截的第二、第三螺纹牙根处发生断裂。我们对该批螺栓的断裂原因进行了分析。 1 金相观察及硬度分析 在一批断裂螺栓中随机选取2个断裂螺栓头,将其沿轴向剖开,制备轴向剖面的金相试样,抛光状态(未侵蚀)下可见在螺纹尖端和根部有明显裂纹存在(图略);这些微裂纹由于高度的应力集中,在外力作用下极容易发生失稳扩展,从而导致螺栓断裂。 将上述抛光态试样用3%硝酸酒精溶液侵蚀后在显微镜下观察,发现其组织形态都很相似,为保持原马氏体位向的回火索氏体,见图1所示。35CrMo钢用作螺栓时,应有较好的综合力学性能,其组织应以调质状态为佳,即淬火+回火后得到回火索氏体。而本例中螺栓组织状态虽是回火索氏体,但原马氏体位向十分明显,显然会使材料的塑性和韧性受损,脆性增加,材料硬度也会增加。沿螺牙顶端到根部依次打硬度,所得结果见表1,可见硬度范围为(37~41)HRC,偏高于螺栓规定的硬度范围。螺栓硬度偏高的原因主要是回火不足或不充分造成的。 2 扫描电镜观察分析 为弄清螺栓断裂的机理,按断口形貌特征选取了9个样品,将其用物理方法清洗干净后置于扫描电镜下进行观察,发现断口有3种类型:第1类是断口边缘只有一个剪切唇(1号样品),第2类是断口边缘有2个剪切唇(2号样品),第3 高岩:女,35岁,工学硕士,讲师,曾以访问学者身份在葡萄牙焊接质量研究所(ISQ)工作,兼任中国机械工程学会失效分析分会失效分析工程师。主要从事高温合金,金属材料的腐蚀与防护,失效分析及工业设备寿命评估等方面的工作。已在国内外学术刊物上发表论文10余篇。收稿日期:1997年8月19 日。 图1 螺栓基体组织 ×500 表1 螺栓的硬度HRC 选点12345 试样14137393937 试样24039.5413937 类是断口边缘有3个剪切唇(3号样品),且以第3类断口数量居多。图2是2号样品的宏观断口形貌。这些断口边缘除剪切唇处或凸起或凹进以外,其余边缘处都较平滑,这与一般断裂由心部起源,最后断裂边缘处为杯口状剪切唇的断口形貌特征显然不同,而且,从断口的放射辉纹的走向看,断裂的起源都在断口的边缘即螺纹的根部上,而不是在螺栓的心部。对3类断口分别在扫描电镜下进行了详细的观察,图3a~3d 为2号样品的微观形貌。a是始断区,从右侧的螺纹面上可见明显发兰处理后的表面氧化膜,在螺纹面与断口的交界处(即螺纹根部)可见二次裂纹和摩擦痕存在;将a放大至b,可见摩擦痕底下是氧化物,而摩擦痕明显位于断口一侧,由此可以推断:此摩擦痕处在断裂前就已经有裂纹存在,裂纹为搓制螺纹时所产生,在随后的发兰处理过程中此裂纹内部也进行了发兰处理,形成了氧化膜,其形态与螺旋表面的发兰膜相 43《金属热处理》1998年第2期

相关文档
最新文档