1.螺絲鎖緊螺母制造工藝扒接。
螺絲鎖緊螺母在制造過(guò)程中伪货，常見(jiàn)的失效形式是斷裂。一般來(lái)說(shuō)钾怔，螺絲鎖緊螺母的制造工藝是:材料改性-冷鐓-車(chē)削頭碱呼、倒角、鉆中心孔-鉆螺紋底孔-去毛刺-攻絲螺紋-去磷宗侦、熱處理-磨螺紋毛坯直徑-滾絲-(酸洗)氧化處理-探傷愚臀、退磁-(酸洗)下圖1為破損件、模擬破損件矾利、完好件姑裂；圖2顯示了斷裂的宏觀形態(tài)。
2.螺絲鎖緊螺母斷裂分析男旗。
螺絲鎖緊螺母斷裂的原因可能來(lái)自材料和結(jié)構(gòu)方面舶斧，也可能是本身的強(qiáng)度。因此察皇，根據(jù)其工藝和材料知識(shí)茴厉，采用放大鏡和顯微鏡進(jìn)行金相和硬度分析。
(1)斷裂分析什荣。
利用低倍放大鏡和高倍顯示鏡觀察斷口的宏觀和微觀形貌矾缓，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和金屬材料及微觀形貌，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和金屬材料知識(shí)進(jìn)行斷口分析稻爬。
圖1顯示了斷裂的宏觀形態(tài)嗜闻。1#件斷口較平整，無(wú)明顯塑性變形痕跡桅锄。斷口外緣剪切唇為新鮮淺灰色(如短箭頭所示)琉雳，其他區(qū)域基本氧化發(fā)黑(如長(zhǎng)箭頭所示)。2#斷口宏觀形貌與1#斷口相似竞滓，斷口無(wú)明顯塑性變形痕跡咐吼。外環(huán)邊緣為剪切唇，淺灰色商佑，為新鮮斷口(如圖1短箭頭所示)锯茄，其他區(qū)域表面基本氧化發(fā)黑(如圖1長(zhǎng)箭頭所示)。
通過(guò)觀察1#件斷口黑色區(qū)域的微觀形貌2茶没，可以看出斷口有明顯的氧化腐蝕肌幽，但晶體形貌仍然是冰糖，晶體之間存在二次裂紋抓半。由于橫截面有氧化腐蝕現(xiàn)象喂急，無(wú)法確定產(chǎn)品表面是否有雞爪毛紋；斷口外緣的微觀形貌4為韌窩形貌笛求，該區(qū)域?yàn)樽罱K斷裂區(qū)廊移。
通過(guò)觀察斷口2#片除邊緣剪切唇以外的黑色區(qū)域斷口的微觀形貌糕簿，可以看出晶粒間有類(lèi)冰糖的沿晶斷裂和次生裂紋；斷口外緣的微觀形貌為等軸韌窩形貌狡孔。
(2)金相分析懂诗。
用金相分析儀觀察了完整件和1#斷裂件的近芯金相組織和斷口，并結(jié)合熱處理知識(shí)進(jìn)行了5%的對(duì)比分析苗膝。
經(jīng)分析觀察殃恒，均為均勻回火索氏體，無(wú)異常辱揭。
(3)硬度分析离唐。
對(duì)完整零件和破損零件進(jìn)行硬度測(cè)試，結(jié)果如表1所示问窃。破碎部位表面硬度過(guò)高亥鬓，達(dá)不到12.9級(jí)螺絲的硬度要求。
(4)化學(xué)成分分析域庇。
失效零件在裝配過(guò)程中斷裂贮竟，有明顯的黑色和新斷裂區(qū)域(如圖2、圖4和圖5所示)较剃。黑色區(qū)域表面氧化嚴(yán)重咕别，新鮮斷口無(wú)氧化，說(shuō)明兩個(gè)區(qū)域不是同時(shí)產(chǎn)生的写穴。斷口黑色區(qū)域呈邊緣斷裂狀惰拱，伴有晶間二次裂紋，以氫脆斷裂為特征啊送。橫截面外緣的新斷裂區(qū)域?yàn)轫g窩形態(tài)偿短。晶間斷口表面已基本氧化腐蝕，但邊緣終裂區(qū)無(wú)明顯氧化腐蝕產(chǎn)物馋没，表明后續(xù)表面氧化處理前送檢零件存在裂紋昔逗。送檢零件的金相組織和化學(xué)成分無(wú)異常。
用直讀光譜儀分析完整零件和破損零件的化學(xué)成分篷朵，結(jié)果如表2所示勾怒。根據(jù)“JISG4053-2008”，其化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)中SCM435鋼的要求声旺。
氫含量檢測(cè)選擇了一個(gè)用過(guò)的完好部分和一個(gè)破損部分笔链，結(jié)果如表3所示，說(shuō)明檢驗(yàn)試驗(yàn)的氫含量比較高腮猖。但是氫含量太高鉴扫，容易導(dǎo)致氫脆。因此澈缺，為了進(jìn)一步確認(rèn)氫脆的影響坪创，再次取10個(gè)用過(guò)的完好件和10個(gè)破損件進(jìn)行氫含量檢測(cè)炕婶。
氫脆是氫滲入金屬引起的損傷，導(dǎo)致零件在低于材料屈服極限的靜應(yīng)力下斷裂莱预，沒(méi)有預(yù)兆和突然性古话。零件中氫的來(lái)源通常包括原材料、熱處理锁施、表面處理(如酸洗、電鍍)杖们、環(huán)境腐蝕等悉抵。零件的氫脆敏感性不同。氫含量越高摘完，強(qiáng)度姥饰、硬度和拉伸應(yīng)力越大，氫脆敏感性越高孝治。
熱處理后列粪，零件被軋制，頭部有一個(gè)深的內(nèi)六角孔谈飒，桿上有一個(gè)螺紋孔岂座。這種結(jié)構(gòu)在滾壓外螺紋時(shí)容易在內(nèi)六角底部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力；滾軋外螺紋后杭措，表面氧化處理使用酸费什。
水洗除油除銹導(dǎo)致氫滲入零件(根據(jù)氫含量檢測(cè)，螺母氫含量高達(dá)6~7ppm)手素，斷裂零件硬度高鸳址，氫脆敏感性高。因此泉懦，在氫和內(nèi)應(yīng)力的共同作用下稿黍，氫致裂紋首先出現(xiàn)在應(yīng)力集中的內(nèi)六角底部，裂紋表面在后續(xù)的氧化發(fā)黑過(guò)程中被腐蝕氧化崩哩。氫致裂紋的產(chǎn)生不僅造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中巡球，而且使零件的承載面積減小，導(dǎo)致零件在裝配應(yīng)力作用下斷裂邓嘹。裝配過(guò)程中的斷裂斷面為新斷面辕漂，表面為韌窩形態(tài)，無(wú)氧化腐蝕吴超。
(5)解決方案钉嘹。
送檢零件斷裂原因是存在原始裂紋，為氫致裂紋鲸阻，氫來(lái)源于氧化發(fā)黑前的酸洗跋涣。建議采取以下措施:
堿性電解用于除油除銹缨睡。如果無(wú)法避免酸洗，應(yīng)在滾壓外螺紋后進(jìn)行應(yīng)力消除處理陈辱，并在表面處理后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行除氫處理奖年。
這批零件氫含量高，硬度大沛贪，氫脆風(fēng)險(xiǎn)高陋守，不能排除組裝零件氫致開(kāi)裂的可能性。如果在使用過(guò)程中斷裂利赋，會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成很大的安全隱患水评，建議召回并更換所有新的工藝部件。
