16.2 ASTM194六角螺母安裝開裂
2H級六角螺母,規(guī)格為1/2″-13,材料為ASTM194,表面有藍色涂覆層。螺母在安裝時發(fā)現(xiàn)開裂失效,取開裂螺母兩件進行開裂原因分析。
16.2.1 試驗過程與結果
故障螺母的裂紋已裂透螺母六方面,故障件宏觀形貌,見圖16-6。
對兩件故障螺母從開裂面打開,螺母斷口(開裂面)上有均勻完好的藍色涂覆層,見圖16-7。
圖16-6 故障件宏觀形貌 圖16-7 開裂面宏觀形貌
對故障螺母材料進行化學成分分析、硬度檢測、金相組織與脫碳檢查:
化學成分分析結果符合ASTM 194 2H材料成分要求。
硬度檢測結果:檢測值32.0~31.5HRC,31.0~31.5符合標準要求(24-35HRC)要求。
兩件螺母的組織均為回火索氏體組織,見圖16-8。
兩件螺母沿著開裂方向外表面有輕微脫碳,見圖16-9。
16.2.2. 分析與討論
該螺母材料、硬度、金相組織等都滿足技術要求,裂紋面沿著開裂方向的靠近外表面位置處有輕微脫碳。
對兩件故障件螺母從開裂面打開,螺母開裂面上有均勻完好的藍色涂覆層,表明開裂面形成于涂覆工藝之前。
該螺母表面處理(涂覆工藝)之前,可能產(chǎn)生裂紋的的主要原因有3種情況,原材料裂紋、成型裂紋、熱處理裂紋。
該螺母開裂面表面有輕微脫碳,說明裂紋在熱處理之前就已存在,熱處理過程中裂紋表面產(chǎn)生輕微脫碳,可排除熱處理的原因。
該螺母由冷鐓封閉成型,這種冷鐓成型方式不可能在螺母六方面產(chǎn)生裂紋。螺母裂紋只能是原材料帶來的裂紋。
螺母原材料帶來的裂紋在冷鐓成型被撐開,熱處理過程中產(chǎn)生脫碳,淬火是進一步擴大,表面處理時涂覆藍色涂料進入裂紋,使螺母開裂面上被藍色涂覆層均勻覆蓋。
該螺母裂紋為原材料裂紋,在成型和熱處理淬火時進一步擴大使螺母六方面裂透,表面處理時涂覆層進入裂紋面,使裂紋面被藍色涂覆層均勻覆蓋。
16.2.3 結論與啟示
(1)該螺母存在原材料裂紋,裂紋在成型和熱處理淬火時進一步擴大而裂透螺母六方面,表面處理時涂覆層進入裂紋面,使裂紋面被藍色涂覆層均勻覆蓋。
(2)螺母投產(chǎn)前對原材料進行檢查,不合格的原材料不投產(chǎn)。