断口分析，各位吃瓜群众看过来。

★叶→秋★ · 发表于 2016-8-17 21:03:50

断口1.
螺栓300N.M 扭矩，拧紧时不排除受额外的弯矩材料未知，等级未知，尺寸未知，

断口2 内四角万向节套筒，用了拧紧上面的螺栓的，打螺栓时不排除受额外的弯矩，材料未知，尺寸未知

各位吃瓜群众，谈谈自己的看法呗。

2266998 · 发表于 2016-8-18 11:56:20

哈哈，大家看这类东西，其实就是讲究个系统性，当然，如果你是从铁水一直玩过来的，自然就懂，也不必说了，要说的是‘后天学成’的家伙，就要讲究个逻辑性，

1，材料的缺陷，一部分是冶炼带来的，一部分是后天加工带来的，这个有区别，

冶炼带来的，有铝，硫，磷，钠，钾等等问题，还有材料偏析，气体含量等等问题，比如氧含量，不太影响静载荷，但影响疲劳寿命，特别是在抗压反复疲劳的作用面，而氢有脆性问题，特别是Cr系，影响比较大，

冶炼以后的加工环节，比如热处理脱碳，就是缺陷，很容易导致断裂，

2，看断裂，一定要一个清楚的图，能看细节，比如螺栓，一个‘完美螺栓’无冲击拉断的，一定有‘断口收缩’，就是大小问题，都有，哪怕很硬的材料，即使很硬，看上去‘没有塑性’，也会有收缩的，一点都没有了，这个材料‘本底’就有问题了，你不拉伸，也会断，

发展型断裂，一定有个‘根源’，先找根源，哪里先开始断的，怎么发展的，这些都有痕迹，即使最终那个断面，是‘一次冲击断’，还是多次冲击断，也有痕迹的，

大载荷，突然冲击性拉断，就是在原有‘裂痕’的基础上，突然施加大的冲击能量，在原裂痕处先扩展，弯曲，撕裂，这种突然性撕裂，许多是没有‘收缩’的，因为是撕开的，撕裂与拉断，本质说，不是一个东西，

当复合‘剪切’的时候，是留有‘剪切痕迹’的，当没有剪切痕迹的，就是没有剪切‘亮带’的时候，就是突然拉撕，

而非冲击的大拉力拉断，是有‘断裂时间’的，假如原始裂纹小，是不足以突然断裂的，在非原始裂纹区，依然会有‘断面收缩’的，

当然，想详细玩这些，最好还是把全流程玩一遍，这样，就完全明白了，

icegoods · 发表于 2016-8-17 21:07:12

国产的还是进口的？不懂啊，占楼看结论

zerowing · 发表于 2016-8-17 21:44:11

这张就清楚多了。螺纹根部有原始裂纹，扩张断裂。螺栓整体呈脆性。

苍狼大地 · 发表于 2016-8-17 23:32:15

本帖最后由苍狼大地于 2016-8-17 23:35 编辑

从第一张断口图片，我认为是六点钟方向表面下存在的较大的夹杂物。在扭转过程中，此处应力又最大，因此成为裂纹源，外力作用下发生脆断。至于是否存在根部裂纹或者加工缺陷，没法判断。
所以我认为是原始冶金缺陷带来的材料不良引起失效，材料存在明显的疏松，压缩比不够，夹杂控制不良。
菜鸟的一点看法。坐等八爷讲解。

对于群里谈到的可能氢脆引起的脆断，因为不知道表面处理工艺，暂时不谈。且一批里面只出现一个，氢脆的可能性不大，较大可能还是材料缺陷。
另外读了美国一个搞螺栓很多年的人写的关于氢脆的说法，有点迷糊，有懂的说道说道，非常感谢。
氢脆有以下五个特性，必须五条全满足，才能是氢脆。否则，很可能就不是氢脆。
1、失效必须为延迟断裂，通常在拧紧后1~24小时断裂。如果在装配过程中断裂，肯定不是氢脆引起。如果在拧紧后一周或更长时间断裂，通常为应力腐蚀开裂而不是氢脆（通过失效模式和金相分析可分析出来）。SCC通常在装配后24~48Hr或更长时间后断裂。
2、螺栓必须淬火硬化至硬度＞37HRC。未淬火螺栓不会氢脆，硬度≤36HRC也不会氢脆。硬度越高越容易发生氢脆。因此当使用公制12.9级以上的螺栓和弹簧垫片且硬度较高时，要注意可能存在的氢脆失效。
3. 零件必须经过电镀。主要是因为电镀过程的酸洗会引入氢。
4. 断裂的形貌必须为晶间断裂，脆断断口形貌。存在韧窝等韧性断裂形貌，不是氢脆。
5. 氢脆的失效位置主要有两个：要么在螺栓头部和螺杆连接过渡处，要么在与螺母配合的首牙处。如果不是在这两个位置，则很可能不是氢脆。因为氢脆失效通常发生在应力集中最严重的部位。当螺栓拧紧时处于笔直状态，失效多发生在螺栓头部和螺杆过渡处；如果不直或者应用过程中存在弯曲载荷，则失效多发生在于螺母配合的首牙处。

我疑惑的是要求以上五条全部满足，是这样吗？氢脆的案例没有接触过，不知是不是这么回事。

zerowing · 发表于 2016-8-18 09:06:37

苍狼大地发表于 2016-8-17 23:32
从第一张断口图片，我认为是六点钟方向表面下存在的较大的夹杂物。在扭转过程中，此处应力又最大，因此成为 ...

6点位置是断裂源这点没错。从6点位置亮区观察，沿亮纹找圆心位置可得到边沿处交点，以此判定存在螺纹根部有原始裂纹。图中6点位置黑色类似韧窝的部分不好确定是否是夹渣。就跟第二张图上两黑点一样，也可能只是光线问题。因为图2中这点也几乎看不到。图1中暗色区的麻点状态，应该也算不上是材质疏松。但可以判定为呈整体脆性。可能是淬硬组织。

关于氢脆。后面几条很赞同。除去镀锌外，热处理过程也可能产生氢脆环境。另外就是延迟断裂的问题。这点上，有资料提及，氢脆断裂只发生在稳定加载缓慢过程中。但并不非一定要保持载荷一个时间。根据某打压试验中螺栓断裂情况看，属于打压过程中断裂，也可以作为一方证明。以此来看，对于螺栓预紧。也并非快速加载的过程。特别是配合图三中的断裂，可以推测加载前期中期螺栓稳定。后期小转角加载中万向节断裂，之后螺栓断裂。因此，满足缓慢加载的条件。至于是否需要1个小时，应该是基于不同的试验条件和评测体系。不过，当有图1后，应可排除氢脆的可能。
关于图三的断裂。还望楼主发一个断口图。
以上个人观点。期待结果

WJIAFU72 · 发表于 2016-8-18 09:14:04

占座，有时间仔细看下。

苍狼大地 · 发表于 2016-8-18 09:31:44

本帖最后由苍狼大地于 2016-8-18 09:33 编辑

zerowing 发表于 2016-8-18 09:06
6点位置是断裂源这点没错。从6点位置亮区观察，沿亮纹找圆心位置可得到边沿处交点，以此判定存在螺纹根部 ...

因为断口不清晰，只能猜测。
螺纹根部有加工刀痕等原始裂纹，形成裂纹源，这是一种可能性。另一种可能性就是夹杂，由于夹杂物靠近螺纹根部，形成裂纹源，而螺纹的翘曲变形是因为在扭转载荷的作用下形成的。
还是不懂怎么看瞬断区，根据瞬断区的大小可以判断是不是因为过载引起的断裂，坐等学习。

另，技术群群号541189352.

2266998 · 发表于 2016-8-18 11:29:36

第一个是8.8 级或以上的，材料是45钢或以上的，Cr系材料，材料或加工有缺陷，单从图片看，看不出是哪种缺陷，工作场合有振动，前期已经有裂纹，是在某次冲击情况下断裂的，这次冲击比较大，一次就断裂了，

后面那个图片不太完整，看不到初期断裂发展，不好直接判断，有更详细资料才能说，

苍狼大地 · 发表于 2016-8-18 13:09:24

本帖最后由苍狼大地于 2016-8-18 15:41 编辑

2266998 发表于 2016-8-18 11:56
哈哈，大家看这类东西，其实就是讲究个系统性，当然，如果你是从铁水一直玩过来的，自然就懂，也不必说了， ...

满满的都是干货，哈哈，谢谢八爷。回头多看看失效案例，结合案例体会，距离全流程玩还很远。

歪个楼，继续打破砂锅问到底，哈哈。
关于氧含量，影响疲劳寿命主要就是因为形成氧化物夹杂？有些高疲劳寿命要求的轴承和弹簧会要求控制氧含量和夹杂物，比如资料上就说SKF弹簧钢要求氧含量＜15PPM，D类夹杂少于B类夹杂（不知道现在是个什么水平了）。
但是我读DIN EN 10270-2 油淬火回火钢丝弹簧钢丝材料标准，标准中化学成分要求并没有控制氧含量，对可能形成严重影响疲劳寿命的Al2O3, TiN夹杂的Al, Ti都不规定。在静载应用和高疲劳应用场合，成分的显著区别是对铜含量的要求，静载铜含量＜0.12%，高疲劳应用＜0.06%。请教八爷，铜对疲劳性能会产生什么影响？

看螺栓的相关材料要求也是，在腚标也没有对铝进行要求。不知道对于成分的更细致的要求，是不是由弹簧厂家/螺栓厂家/轴承厂家与钢厂再进一步规定，由企业内部标准控制，而腚标、国标只是很粗略的要求。我们400W次的弹簧，图纸上对弹簧材料的要求主要就是材料按照标准来，然后提疲劳寿命要求，没有对氧含量和夹杂物做进一步细化要求，不知道八爷这个具体的材料控制是怎么操作的。

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

断口分析，各位吃瓜群众看过来。

本帖子中包含更多资源

评分

点评

评分

本帖子中包含更多资源

评分

点评

点评