1、螺杆裂纹分析摘要：规格为 1 3/8-89 1/2、产品等级为 L7 的螺杆在热处理检验时，发现有一条明显的裂纹。委托方要求分析裂纹的原因。对此样件进行宏观和微观检验、断口分析、金相检验等方面的分析，结果表明：纵截面金相组织显示试样存在较严重的偏析，偏析导致局部成分不均匀，因此在淬火工序中，偏析区域往往由于相变不协调而产生过大的组织应力，诱发开裂。关键词：螺杆；裂纹；失效分析Abstract:A visible fracture was found when doing heat treatment inspection for the stud (Specification:1 3/8-89
2、 1/2,Grade:L7).Now the client requires to know the cause of the fracture.As to the analysis of macroscopic and microscopic insepection,as well as the analysis of fractography and metallographic examination,we got the result that the microstructure of the longitudinal section showed the test sample h
3、ad serious segregation,and the segregation made the partial composition be uneven,then in the quenching process,the structual stress became too large in the uneven segregation area,which caused the fracture.Key word:Stud;Crack;Fracture Analysis1.概述委托方提供开裂螺杆截取段一枚，规格为1 3/8-89 1/2，样品等级为L7，要求分析裂纹性质及开裂原因
4、。图1所示为送检样品宏观形貌 1，可见螺杆表面存在一条裂纹，形态为沿螺杆长度方向延伸的细直线。图2所示为裂纹局部低倍形貌 2，可见螺纹处裂纹并不连续，且相邻两段裂纹呈一定角度分布，未处于同一直线上 3。图 1 送检试样宏观形貌 图 2 裂纹局部低倍形貌2.断口分析将送检试样纵向打开，断口形貌如图3所示，可见断面平整无锈蚀 4，颜色均匀，呈灰色，无明显金属光泽 5。图4所示为断面微观形貌，未发现明显的断口学特征 6。图 3 裂纹断面低倍形貌 图 4 裂纹断面微观形貌3金相组织检测图6图7所示为裂纹内部金相组织，裂纹走势刚劲笔直，两侧无明显脱碳，裂纹末端尖细且无分叉现象 7。图8所示为送检螺杆芯部
5、金相组织，为均匀的回火索氏体组织，未见异常。图 6 裂纹内部金相组织 图 7 裂纹内部金相组织 图 8 螺杆芯部金相组织图9所示为螺杆非金属夹杂物情况，根据“GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级显微检验法”规定，判定为A类硫化物（细系）1.5级，D类球状氧化物(细系)1.5级。图 9 螺杆非金属夹杂物 图 10 螺杆纵截面金相组织图10所示为送检螺杆纵截面裂纹附近金相组织，可见存在较严重的偏析。4综合分析送检螺杆芯部金相组织为均匀的回火索氏体，说明热处理状态无异常。裂纹宏观形貌显示为沿螺杆长度方向延伸的细直线，裂纹宏观形态符合“GB/T 5779.3-2000”中关
6、于原材料的裂纹的描述。裂纹局部低倍形貌显示裂纹并不连续，说明螺纹表面为裂纹扩展的最终阶段，即该裂纹由试样内部向表面扩展。裂纹内部金相组织显示裂纹走势刚劲笔直，两边无明显脱碳，末端尖细，无分叉，裂纹微观形态符合淬火裂纹的特征。纵截面金相组织显示试样存在较严重的偏析，偏析导致局部成分不均匀，因此在淬火工序中，偏析区域往往由于相变不协调而产生过大的组织应力，诱发开裂。5.结论（1）螺杆裂纹是由内向表面扩展的；（2）引起螺杆开裂的原因可能与原材料存在严重偏析有关。参考文献1陈伟峰,徐云峰,任鹏波,余兆新,徐国平,汽车轮毂螺栓断裂分析J.物理测试,2011,(5):422王志苗,张贺宗,史占兵,拨叉轴断裂失效分析J.物理测试,2015,(1):373杨永生,仝建萍,刘岩,杜岗峰,螺栓断裂原因分析J,热处理,2012,(4):604俞雁,宋贞桢,李瑞峰,刘卓,李钰怀,发动机缸盖螺栓断裂失效分析J.汽车技术,2010,(9):545于俊才,姜玉春,张怀鹏,支撑螺栓断裂原因分析J,机械工程师,2012,(5):1426刘敏,黄海娥,王俊霖,孙宜强,中厚板探伤检测不合格的原因分析J,物理测试,2015,(2):267郑福民,于力,朱耀明,汽车喷嘴板螺栓断裂原因分析J,物理测试,1993,(2):91
