10.9級內(nèi)六角圓柱頭螺栓,規(guī)格為M36×255,35CrMo鋼制作,表面電鍍黃鋅。成檢熒光磁粉探傷時(shí),發(fā)現(xiàn)螺栓桿部有一長條縱向裂紋。
16.3.1 試驗(yàn)結(jié)果與分析
螺栓熒光磁粉探傷時(shí),發(fā)現(xiàn)在螺栓桿部有一條縱向直線裂紋(箭頭處),長約37mm;在螺紋部分并沒有發(fā)現(xiàn)裂紋,見圖16-10、圖16-11。
圖16-10 螺栓形貌 圖16-11 磁粉探傷裂紋形貌
對螺栓進(jìn)行直讀光譜化學(xué)成分分析,結(jié)果符合《GB/T 3077-1999》標(biāo)準(zhǔn)35CrMo鋼要求。
對螺栓進(jìn)行硬度試驗(yàn),按照《GB/T 3098.1-2000》的試驗(yàn)要求,測得硬度值為36.5HRC,符合10.9級強(qiáng)度等級要求。
金相組織檢查:在桿部裂紋處切取樣塊進(jìn)行組織檢查,裂紋寬度約為0.02mm,深度約0.41mm,且裂紋與外表面基本成銳角。在裂紋附近可發(fā)現(xiàn)輕微脫碳,桿部外表面發(fā)現(xiàn)脫碳,脫碳層深度約為0.095mm,見圖16-12。
裂紋尖端較圓鈍,并有細(xì)小分叉,裂紋向材料內(nèi)部延伸勢,其中有暗灰色夾雜物,見圖16-13。
桿部裂紋附近的顯微組織為回火索氏體+少量鐵素體,見圖16-14。
對裂縫外來物質(zhì)進(jìn)行能譜分析顯示主要元素為碳和氧,可能是軋制或拉絲潤滑用的油脂物等,見圖16-15。
圖16-12 裂紋形態(tài) 100× 圖16-13 裂紋尖端 400×
圖16-14 顯微組織 500×
圖16-15 裂縫夾雜物能譜分析
16.3.2 分析與討論
螺桿的化學(xué)成分、硬度試驗(yàn)、金相組織都滿足技術(shù)要求,說明缺陷與螺桿的加工和熱處理無關(guān)。
裂紋從桿部的外表面成銳角向內(nèi)擴(kuò)展,該特征為折疊裂紋特征。
裂紋尖端較圓鈍,并有細(xì)小分叉,裂紋由表向材料內(nèi)部延伸勢,桿部外表面發(fā)現(xiàn)脫碳,其裂紋表面也發(fā)現(xiàn)輕微脫碳,該裂紋特征不是淬火裂紋特征。該類物質(zhì)熱處理之前就已存在,熱處理過程中產(chǎn)生脫碳。
該螺栓頭部采用熱鐓成型,如果熱鐓成型出現(xiàn)問題,就會在頭部產(chǎn)生缺陷。但該裂紋缺陷出現(xiàn)在螺栓桿部,桿部還是原材料表面,沒有進(jìn)行任何加工,因此,該桿部裂紋不是熱鐓裂紋,也不是淬火裂紋,只能是原材料帶來的裂紋
裂縫里的碳和氧元素,可能是軋制或拉絲潤滑用的油脂等外來物質(zhì)
該螺栓頭部熱鐓成型后,螺紋胚徑采用車加工,螺紋胚徑比桿部(原材料)的直徑小,經(jīng)車加工后螺紋胚徑部分的表層被車削掉一些,削掉的表層深度大于裂紋深度(0.41mm),所以,磁粉探傷時(shí)在螺紋部分就沒有發(fā)現(xiàn)裂紋,裂紋只出現(xiàn)在桿部。
該裂紋不是淬火裂紋而是原材料裂紋,由于裂紋較淺,螺栓車制其螺紋桿徑時(shí)存在裂紋的表層被車削掉了。由于螺栓桿部外表面折疊裂紋很細(xì)小,肉眼不易發(fā)現(xiàn),在成檢熒光磁粉探傷時(shí),裂紋吸附熒光磁粉而顯示出螺栓桿部有一條長裂紋。
16.3.3 結(jié)論與啟示
(1)螺栓桿部的細(xì)長裂紋是原材料在軋制過程或拉拔過程中產(chǎn)生的折疊裂紋,在熒光磁粉探傷時(shí)吸附熒光磁粉而顯示出螺栓桿部存在細(xì)長裂紋。
(2)螺栓投產(chǎn)前對原材料應(yīng)進(jìn)行檢查,不合格的原材料不投產(chǎn)。
(3)緊固件螺栓的投產(chǎn),一定要重視原材料化學(xué)成分和表面質(zhì)量檢查,不合格的原材料不投產(chǎn)。