Page 94 - 2017物理第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１７０４０１６

４２CrMo 钢高强度螺栓轴向开裂失效分析

滕 巍 ,梁 博 ,孙晓庭 ,丁志敏 ２
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( １． 中车大连机车车辆有限公司,大连 １１６０２２ ; ２． 大连交通大学,大连 １１６０００ )
摘 要: 某 ８．８ 级 ４２CrMo钢高强度螺栓, 在热处理后滚丝过程中发生轴向开裂.利用化学成分
分析、 宏观检验以及金相检验等方法对螺栓开裂原因进行了分析.结果表明: 螺栓开裂主要是因为
其原材料表面存在呈线状分布的锻造折叠缺陷, 折叠缺陷末端形成应力集中, 在热处理淬火时成为
了裂纹源, 于强大的淬火应力和滚压应力作用下诱发了螺栓轴向开裂.
关键词: 高强度螺栓; 轴向开裂; 锻造折叠缺陷; 应力集中; 淬火开裂

中图分类号: TG１１５．２１ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１７ ) ０４Ｇ０２９６Ｇ０３
FailureAnal y sisonAxialCrackin g ofa４２CrMoSteelHi g hStren g thBolt

,
TENG Wei , LIANGBo , SUNXiaoＧtin g DINGZhiＧmin ２
１
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１
( １．CRRCDalianCo． , Ltd． , Dalian１１６０２２ , China ; ２．DalianJiaoton gUniversit y , Dalian１１６０００ , China )
Abstract : A８．８g radehi g hstren g thboltmadefrom ４２CrMosteelcrackedalon gtheaxisdurin gthread
rollin gp roces safterheattreatmentandthecrackin gcausesofthebolt wereanal y zed b y meansofchemical
com p ositionanal y sis , macroexaminationandmetallo g ra p hicexamination．Theresultsshowthatthecrackin gofthe
boltwasmainl yduetothattherewaslineardistributionfor g in g folddefectintheraw materialsurfacebeforeheat
treatment．Andthefor g in g folddefectcausedstressconcentrationandbecameacrackin gsourcewhenq uenchin g ,
whichinducedtheaxialcrackin goftheboltundertheactionof p owerful q uenchin gstressandrollin gstress．
Ke y words : hi g hstren g thbolt ; axialcrackin g ; for g in g folddefect ; stressconcentration ; q uenchin gcrackin g

某 单 位 生 产 的 规 格 为 M１６ mm×７０ mm 的 金结构钢» 对 ４２CrMo钢成分的技术要求.
８．８ 级高强度螺栓为一种大批量生产的标准件.近
日, 在批量的滚丝生产过程中发现有个别螺栓发生
轴向开裂, 如图 １ 所示.该螺栓材料为 ４２CrMo钢,
生产工艺流程为: 下料 → 墩头 → 退火 → 调质 → 精加
工 → 滚丝.笔者对轴向开裂螺栓进行了检验 和分
析, 以期查明其开裂原因, 为采取有效预防措施、 避
免类似质量问题的再发生提供参考.

１ 理化检验 图 １ 开裂螺栓宏观形貌
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthecrackedbolt
１．１ 化学成分分析
表 １ 开裂螺栓化学成分分析结果( 质量分数)
对开裂 螺 栓 取 样 进 行 化 学 成 分 分 析, 结 果 见
Tab敭１ Chemicalcom p ositionanal y sisresultsofthe
表 １ , 可见各元素含量均符合 GB / T３０７７－２０１５ « 合 crackedbolt massfraction ％
项目 C Si Mn Cr Mo S P
收稿日期: ２０１６Ｇ０３Ｇ１５
实测值 ０．４０ ０．２５ ０．７６ １．０３ ０．１８ ０．００２ ０．０１７
作者简介: 滕 巍( １９８５－ ), 女, 工程师, 学士, 主要从事金属材料
检测和分析工作. ０．３８~ ０．１７~ ０．５０~ ０．９０~ ０．１５~
标准值 ≤０．０３５≤０．０３５
通信作者: 梁 博( １９８８－ ), 女, 助理工程师, 硕士, 主要从事质量 ０．４５ ０．３７ ０．８０ １．２０ ０．２５
控制工作, lian g bo３ _ １４＠１２６．com .
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