張本國(guó) １,２,趙 ?。?２,夏建生１,２,范利鋒３
(鹽城工學(xué)院１．機(jī)械工程學(xué)院;２．江蘇省模具智能制造工程技術(shù)研究中心,鹽城 ２２４０５１;
３．內(nèi)蒙古大學(xué)交通學(xué)院,呼和浩特 ０１００７０)
摘 要:利用化學(xué)成分分析、組織與斷口觀察、力學(xué)性能測(cè)試等方法分析了高強(qiáng)度３５CrMo鋼螺栓在縮徑加工過(guò)程中的斷裂原因.結(jié)果表明:３５CrMo鋼螺栓的斷裂具有典型的脆性斷裂特征;３５CrMo鋼組織的不均勻性導(dǎo)致其抗拉強(qiáng)度較低,在縮徑加工的矯直工序中,當(dāng)螺栓縮徑部位的拉拔力較高時(shí),螺栓斷裂.
關(guān)鍵詞:３５CrMo鋼;螺栓;縮徑加工;斷裂
中圖分類號(hào):TG３７６．８ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):１０００Ｇ３７３８(２０１７)０６Ｇ００９５Ｇ０FractureReasonof３５CrMoSteelBoltinNeckingProcess
ZHANGBenguo１,２,ZHAOJian１,２,XIAJiansheng
１,２,FANLifeng
３
(１．CollegeofMechanicalEngineering;２．JiangsuMouldIntelligentManufacturingEngineeringResearchCenter,
YanchengInstituteofTechnology,Yancheng２２４０５１,China;３．TransportationofInstitute,
InnerMongoliaUniversity,Hohhot０１００７０,China)
Abstract:ThereasonforfractureofhighＧstrength３５CrMosteelboltduringneckingprocesswasanalyzedby
themethodssuchaschemicalcompositionanalysis,microstructureandfractureobservationandmechanicalproperty
testing．Theresultsshowthatthefractureof３５CrMosteelbolthadatypicalbrittlefracturecharacteristic．The
microstructueofthe３５CrMosteelwasnonＧuniform,resultingintherelativelylowtensilestrength．Duringthe
straighteningofneckingprocess,whenthepullingforceattheneckingpartoftheboltwasrelativelyhigh,thebolt
fractured．
Keywords:３５CrMosteel;bolt;neckingprocess;fracture
０ 引 言
目前,我國(guó)風(fēng)電行業(yè)塔筒中普遍使用３５CrMo鋼制螺栓.某廠在使用３５CrMo鋼生產(chǎn)塔筒螺栓的過(guò)程中,在縮徑加工的拉拔矯直工序時(shí)螺栓經(jīng)常發(fā)生斷裂,造 成 材 料 的 浪 費(fèi) 和 成 本 的 增 加.國(guó) 內(nèi) 外 在３５CrMo鋼的斷裂失效分析方面均已進(jìn)行了較多的研究[１Ｇ４],但對(duì)于其在加工過(guò)程中斷裂原因的研究較少.為了找到３５CrMo鋼螺栓在縮徑加工時(shí)斷裂的原因,作者對(duì)此斷裂螺栓進(jìn)行了失效分析.
１ 理化檢驗(yàn)及結(jié)果
１．１ 化學(xué)成分
在斷 裂 ３５CrMo鋼 螺 栓 上 取 樣,根 據(jù) GB/T４３３６－２００２,利用 Labspark１０００型火花直讀光譜儀進(jìn)行化 學(xué) 成 分 檢 測(cè).由 表 １ 可 見,斷 裂 螺 栓 鋼的化學(xué)成分滿足 GB/T３０７７－１９９９對(duì)３５CrMo鋼的化學(xué)成分要求,有害元素磷、硫的含量低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo).
１．２ 斷口形貌和夾雜物
由圖１可以看出:斷裂螺栓斷口呈灰色,表面粗糙,可見明顯棱線;斷口附近無(wú)塑性變形區(qū),斷口表面存在裂紋源區(qū)和裂紋擴(kuò)展區(qū);斷口具有典型的脆性斷裂特征.在斷裂 螺 栓 斷 口 處 的 裂 紋 源 區(qū) 截 取 試 樣,在FEIQuanta２００型 掃 描 電 鏡 (SEM)下 觀 察 形 貌 .
由圖２可以看出:斷口裂紋源區(qū)附近無(wú)冶金和加工缺陷;裂紋源區(qū)主要呈穿晶斷裂和沿晶斷裂形貌,并伴有韌窩混合斷裂特征;在裂紋源區(qū)存在大量夾雜物.