紧固件原材料裂纹失效分析

（1）  45钢螺栓因原材料表面裂纹造成纵向开裂

45钢螺栓因原材料表面裂纹导致螺栓成品表面纵向开裂，见图7-1。

图7-1   螺栓纵向裂纹形貌

（2）1Cr17Ni2不锈钢螺栓表面裂纹

1Cr17Ni2不锈钢螺栓半成品，表面存在沿轧制方向贯通整个螺栓的纵向裂纹，裂纹表层呈半封闭状，由表及里向轴心延伸，见图7-2。该缺陷不是工艺缺陷，也未经热处理，而是原材料表面存在缺陷造成。

                        图7-2  螺栓表面裂纹形貌

（3）GH2036高温合金螺母裂纹

GH2036高温合金螺母热处理后发现表面开裂，表面裂纹呈直线状沿零件侧表面由表面向内部扩展，部分已贯穿壁厚。

GH2036螺母热处理为固溶＋时效，采用空冷，热处理不会造成开裂。该螺母用六方棒车加工制成，车加工过程也不会产生裂纹。经原材料检查，发现原材料表面有纵向裂纹。分析认为该裂纹与原材料存在的裂纹有关，热处理过程中裂纹由表向里扩展，造成螺母表面开裂，见图7-3。

                   图7-3  螺母表面开裂形貌

（4） 40Cr钢大扁头方颈螺栓头部开裂

40Cr钢大扁头方颈螺栓冷镦后检查发现头部开裂。

裂纹分布在螺栓头部变形最大的边沿，其余部位未发现有表面缺陷。冷镦工艺正常，材料表面无缺陷，说明裂纹不是工艺和材料表面缺陷造成。螺栓杆部硬度检查，HRC27～29，硬度偏高。分析表明，因为螺栓材料硬度偏高，塑性较低，不能满足冷镦变形的要求，在冷镦变形时，在头部变形最大的边沿产生开裂，见图7-4。

图7-4 大扁头方颈螺栓头部开裂形貌    

（5） ML35钢丝材表面纵向缺陷

ML35钢丝材表面纵向缺陷，深度较浅，为表面拉痕缺陷，见图7-5。

图7-5  ML35钢丝材表面拉痕缺陷

（6）35K螺钉镦制成形后头部开口

螺钉头部镦制成形后头部开口，产生原因是螺钉原材料表面存在裂纹，头部镦制成形过程中，头部变形大导致头部开裂，见图7-6。

图7-6    螺钉头部变形开口形貌

（7） 高温合金螺栓用GH4037冷拉棒材表面横向裂纹

高温合金螺栓用GH4037冷拉棒材表面横向裂纹，见图 7-7。

图7-7 GH4037冷拉棒材表面横向裂纹形貌

（8） HPb59-1铜合金螺母六方面上裂纹

HPb59-1铜合金螺母加工时出现贯穿性裂纹，裂纹位于两棱之间的六方面上，由表面向中心发展为贯通裂纹。原材料检查发现六方面有纵向裂纹，螺母裂纹为原材料表面裂纹造成，见图7-8和图7-9。

图7-8  原材料裂纹形貌                图7-9   螺母裂纹形貌

（9）高温合金螺母用GH2036棒材裂纹

高温合金螺母用GH2036棒材原材料纵向裂纹，见图7-10。

图7-10 高温合金原材料纵向裂纹形貌

（10） 42CrMo内六角螺栓头部表面裂纹

42CrMo内六角螺栓，原材料表面有纵向裂纹导致头部成型时裂纹扩展，热处理导致接续扩展，造成螺栓头部表面出现明显的宏观开裂，见图7-11

（11）六方螺母六方表面裂纹

六方螺母原材料表面有纵向折叠缺陷，导致螺母六方头成型时,，折叠裂纹扩展；热处理使裂纹接续扩展，造成螺母六方表面出现宏观开裂，见图7-12。

图7-11   内六角螺栓头部表面裂纹形貌    图7-12  六角螺母六方表面裂纹形貌

（12）35钢原材料钢丝表面折叠

对35钢原材料钢丝进行清洗后，检查发现钢丝表面有折叠缺陷，见图7-13和图7-14。

（13）原材料表面裂纹缺陷

某螺栓用原材料表面有一纵向裂纹，形貌细而直，横向检查发现裂纹沿径向扩展，深度约为杆部直径1/4，见图7-15。

        图7-15 原材料表面纵向裂纹（a）和裂纹径向深度(b)

（14） SWRCH35K钢螺栓毛坯件法兰面冷镦开裂

用SWRCH35K钢盘条冷镦制作六角法兰面螺栓过程中螺栓法兰面开裂，均发生在法兰边缘处。经检查盘条表面细小折叠是裂纹源，见图7-16。

图7-16螺栓法兰面冷镦开裂形貌

（15） 弹簧片表面分层起皮缺陷

SUS 304钢弹簧片外表面发现明显分层起皮，金相检测确定起皮因折叠产生，通常发生在钢带轧制过程，属原材料缺陷，见图7-17（a）和（b）。

  （a）                             （b）

图7-17  SUS304钢带外表面分层起皮缺陷

（16）螺栓断口中心的黑色和白色异物

螺栓断裂后发现断口中心有黑色和白色异物。经分析异物为螺栓原材料带来的氧化夹杂物，见图7-18。

图7-18断口黑色和白色异物

（17）70钢弹簧成型弯曲断裂

碳素弹簧钢钢丝表面存在纵向白亮带，是原材料夹杂物缺陷，见图7-19。

                  图7-19  原材料表面夹杂物缺陷