国产精品亚洲а∨怡红院,亚洲最大成人网 色香蕉,亚洲乱亚洲乱少妇无码,久久久久国产a免费观看rela

常州精密鋼管博客網

M20鋼高強度螺栓斷裂原因-失效案例分析-舞臺高強度螺栓悄悄斷裂,氫脆挺可怕!

據委托方介紹,來樣為M20鋼結構大六角頭螺栓,等級為10.9S,材質為20MnTiB。該螺栓為舞臺桁架聯(lián)接螺栓,舞臺于2012年竣工,在2015年12月1日檢修時,管理人員發(fā)現(xiàn)劇院舞臺有螺母掉落。該舞臺桁架用于掛設劇院舞臺幕布,由于桁架使用過程中,部分螺栓掉落,2016年3月2日施工單位進行檢修并更換了19顆螺栓?,F(xiàn)場采用高強螺栓軸力扭矩復合測試儀對舞臺桁架的高強螺栓聯(lián)接狀況進行了檢測,發(fā)現(xiàn)原有螺栓扭矩及預拉力基本符合規(guī)范要求,部分螺栓存在預拉力過大現(xiàn)象,部分螺栓螺桿有變形,無法將螺栓取出。此外,委托方未能提供螺栓具體生產工藝、現(xiàn)場安裝等相關詳細信息。

為找到斷裂原因,消除安全隱患,筆者對斷裂螺栓進行了失效分析。
1. 理化檢驗
(1)宏觀分析
對螺栓斷口形貌進行觀察,如圖1、圖2所示。螺栓大六角頭部涂有灰色防銹漆,桿部呈黑色,螺栓斷裂于距螺桿第2~3牙螺紋牙底,該部位應為螺母緊固界面處,無明顯塑性變形。斷口至螺桿間螺紋呈褐黃色,存在明顯銹蝕痕跡。

圖1  螺栓宏觀形貌

斷面起伏較大,高度可達兩牙高度,且有些銹蝕。斷面顏色呈黑色和灰色兩區(qū)域,黑色區(qū)域可見明顯的放射線條紋,且匯聚于一側螺牙底部,低倍下放大后可見一些閃光小刻面,呈脆性斷裂特征。裂源兩側周向邊緣存在剪切唇特征?;疑珔^(qū)域斷口與軸向呈一定角度,斷面較粗糙,為后續(xù)擴展斷裂區(qū)域。

圖2  斷口宏觀形貌

宏觀分析螺栓斷裂模式為脆性斷裂。


(2)微觀斷口分析
將螺栓斷口清洗后置于掃描電子顯微鏡下觀察:
①裂紋源區(qū)可見明顯的放射線形貌,呈冰糖狀沿晶斷裂形貌,放大后晶面上可見雞爪痕、微小孔洞形貌,斷口可見大量沿晶二次裂紋形貌,呈氫致開裂特征。裂紋源附近螺牙表面可見銹蝕孔洞,如圖3~圖8所示。

圖3  裂紋源低倍形貌(15×)

圖4  裂紋源高倍形貌(50×)

圖5  裂紋源放大形貌(270×)

圖6  裂紋源沿晶特征(750×)

圖7  裂紋源沿晶特征(1200×)

圖8 擴展后期韌窩+沿晶特征(1100×)

②擴展區(qū)前期(裂紋源至螺栓心部區(qū)域)呈沿晶+韌窩斷裂形貌,擴展后期(螺栓心部至瞬斷區(qū))為韌窩+沿晶特征。螺栓斷裂機制為沿晶脆性斷裂,呈氫致開裂特征。

(3)化學成分檢驗
從螺栓斷口下方取樣進行化學成分分析,結果如表1所示。

表1 螺栓斷口化學成分(質量分數)  (%)

從化學成分分析結果可見,斷裂螺栓的化學成分符合GB/T3077—2015中20MnTiB的要求。
(4)金相檢驗
從裂源及螺栓心部取縱截面試樣,按GB/T13298—2015進行制樣,隨后在光學顯微鏡下觀察,結果如下:根據GB/T10561—2005/ISO 4967:1998(E)中的實際檢驗A法和ISO評級圖進行評定:螺栓心部的非金屬夾雜物級別評為A0、B0、C0.5、D0.5,材料純凈度較好(見圖9)。螺栓心部顯微組織為回火索氏體+鐵素體,屬正常組織(見圖10)。

圖9  心部拋光態(tài)(100×)

圖10  心部顯微組織(500×)

圖11、圖12為裂紋源拋光態(tài)及顯微組織形貌,從圖中可見,裂紋源部位未見明顯的非金屬夾雜物聚集,腐蝕后無明顯的熱處理缺陷。斷面以沿晶斷裂形式擴展,斷口未見脫碳及氧化特征。圖13為斷裂螺紋相鄰牙底,未見裂紋及明顯缺陷。

圖11  斷口拋光態(tài)(100×)

圖12  斷口顯微組織(500×)

圖13  牙底拋光態(tài)(100×)

(5)硬度檢驗
從斷裂螺栓的斷口下方附近取橫向截面試樣進行洛氏硬度試驗,檢驗結果為37.6HRC,符合GB/T3098.1—2010中規(guī)定的32~39HRC要求。
(6)低倍檢驗
分別在斷裂螺栓斷口下方及未使用螺栓相似部位截取橫向低倍試樣,根據標準GB/T 226—2015規(guī)定,經磨光后,使用1:1工業(yè)鹽酸水溶液進行熱酸蝕試驗,與GB/T1979—2001中的評級圖對比,結果如表2所示,形貌如圖14所示。
表2  低倍缺陷類型及級別  (級)

圖14 斷裂螺栓低倍酸蝕形貌

2. 分析與討論
螺栓斷口呈沿晶斷裂特征,晶面上可見雞爪紋、微小孔洞痕跡,呈氫致脆性開裂特征。
氫致脆性開裂在高強度材料中較易發(fā)生,由于氫原子擴散到金屬中,一段時間后在一定大小的應力作用下氫原子在晶界或材料缺陷處聚集成氫分子而產生壓力,形成延遲微裂紋。經分析表明,送檢斷裂螺栓的氫致脆性開裂原因主要有:
(1)材料
螺栓的強度越高,對氫脆的敏感性就越強。般認為1000MPa是一個危險水平,即抗拉強度低于1000MPa時鋼材耐延遲開裂的性能相對較好,而當材料抗拉強度大于1000MPa時,延遲斷裂敏感性較高。
(2)環(huán)境
根據宏觀檢驗發(fā)現(xiàn),斷裂螺栓斷口附近銹蝕明顯,故螺栓使用環(huán)境較為潮濕,在該條件下易于氫離子附著于構件表面,并向內滲入引起延遲斷裂。
(3)應力
金屬材料受外力作用時,材料內部的應力分布是不均勻的,在材料外形迅速過渡區(qū)域或在材料內部缺陷和微裂紋處會產生應力集中,在應力梯度作用下氫原子在晶格內擴散或跟隨位錯運動向應力集中區(qū)域。由于氫和金屬原子之間的交互作用使金屬原子間的結合力變弱,這樣在高氫區(qū)會萌生出裂紋并擴展,導致了脆斷。另外,部分螺栓存在預拉力過大現(xiàn)象,增加了樣件的氫脆敏感性,符合延遲斷裂特征。
在后續(xù)使用過程中,需要對螺栓定期維護,若仍發(fā)現(xiàn)有螺栓斷裂現(xiàn)象,建議更換該批次螺栓,并嚴格按標準要求進行安裝施工。
3. 結語
所檢M20鋼結構大六角螺栓斷裂原因:螺栓斷裂機制為氫致脆性延遲斷裂。

作者:王嘉暢、馮文沖,上海寶冶工程技術有限公司

          張海兵,浙江運達風電股份有限公司

來源:《金屬加工(熱加工)》雜志

圖片加載中...
? 請關注 微信公眾號: steeltuber.
 轉載請保留鏈接: http://www.gzsunfar.com/Steel-Knowledge/M20DuanLie.html
(本平臺"常州精密鋼管博客網"的部分圖文來自網絡轉載,轉載目的在于傳遞更多技術信息。我們尊重原創(chuàng),版權歸原作者所有,若未能找到作者和出處望請諒解,敬請聯(lián)系主編微信號:steel_tube,進行刪除或付稿費,多謝!)
搜索本站鋼鐵技術
★↓在此搜索查找鋼鐵材料知識↓★↘

互聯(lián)網 www.gzsunfar.com


鋼鐵行業(yè)熱點文章推薦

常州精密鋼管博客網主辦單位:
常州仁成金屬制品有限公司 是 專業(yè)的 精密鋼管 生產廠家,汽車鋼管,電機殼鋼管 生產單位。


常州精密鋼管博客網推薦您訪問:

常州精密鋼管博客網
(常州仁成金屬鋼管制品生產廠家博客網站)
www.gzsunfar.com?2006-2021
蘇ICP備08003692號

【關于本站】【提問】網站地圖【搜索】【知識星球】電腦端

亚洲午夜不卡无码影院| 国产精品久久久久久无毒不卡| 18禁成年无码免费网站| 影音先锋亚洲成aⅴ人在| 精品国产不卡在线观看免费| 精品久久久久久国产牛牛| 久久亚洲色www成人欧美| 国产偷窥熟女高潮精品视频| 免费观看交性大片| 人妻丰满熟妞av无码区| а√天堂资源8在线官网在线| 毛片免费视频在线观看| 亚洲日韩欧洲无码a∨夜夜| 国产亚洲精aa在线观看不卡 | 蜜桃臀无码内射一区二区三区| 东北老女人高潮大喊舒服死了 | 亚洲精品国产电影| 人妻护士在线波多野结衣| 韩国理伦片一区二区三区在线播放| 久久婷婷五月综合色和啪| 成人日韩熟女高清视频一区| 蜜桃av噜噜一区二区三区| 成人免费看黄网站yyy456| 久久成人影院精品777| 性高朝久久久久久久3小时| 精产国品一二三产区m553麻豆| 国产一性一交一伦一a片| 亚洲乱亚洲乱妇在线| 亚洲日本一区二区三区在线| 亚洲人成色7777在线观看| 婷婷四房综合激情五月在线| 亚洲色大成网站www永久麻豆| 亚洲精品午夜无码专区| 大地资源中文第二页日本| 久久精品国产精品久久久| 久久激情日本亚洲欧洲国产中文| 人妻熟女一区二区aⅴ| 久久久无码一区二区三区| aⅴ无码视频在线观看| 久久久www成人免费精品| 少妇无码一区二区二三区|