Page 80 - 理化检验-物理分册2019年第五期

刘永飞, 等: ２０SiMn２MoVA 钢高强度螺栓裂纹成因分析

貌, 可见裂纹沿锻造流线方向分布.在高强度螺栓 V 型缺口试样, 分别按 GB / T２２８．１－２０１０ « 金属材
的表面裂纹最宽处截取厚度为 １５mm 的横向试样, 料 拉伸 试 验 第 １ 部 分: 室 温 试 验 方 法» 和 GB / T
磨削后置于体视显微镜下进行观察, 如图 ２ 所示, 可 ２２９－２００７ « 金属材料夏比摆锤冲击试验方法» 进行
见裂纹表面宽约 ０．８ mm , 深约 ５ mm , 裂纹方向与 拉伸和冲击试验, 结果见表 １ .由表 １ 可知, 该螺栓
表面成 ６０° , 裂纹末端圆钝且呈抛物线向里扩展. 的强度高、 塑 韧 性 好, 各 项 力 学 性 能 均 满 足 GB / T
３０７７－２０１５ « 合金结构钢» 的技术要求.
表 １ 高强度螺栓的力学性能试验结果
Tab敭１ Mechanical p ro p ertiestestresultsofthehi g hstren g thbolt
抗拉 屈服 断后 断面 冲击吸收
项目 强度 强度 伸长率 收缩率 能量 KV８
Rm / MPa R p ０．２ / MPa A / ％ Z / ％ ( －２０ ℃ )/ J
实测值 １５４９ １２６８ １４ ５２ ６６ , ６６ , ６２
标准值 ≥１３７５ ≥１１７７ ≥１０ ≥４０ ≥４２
图 ２ 裂纹末端形貌 １．３ 化学成分分析
Fi g 敭２ Mor p holo gy ofthecrackend 在该高强度螺栓上切取试样进行化学成分分
１．２ 力学性能试验 析, 结果见表 ２ . 由表 ２ 可知, 除锰元素以外, 该高强
在高强度螺栓 １ / ２ 半径处取拉伸和冲击试样, 度螺栓的其他元素含量均符合 GB / T３０７７－２０１５
拉伸试样为直径d ０＝１２．５mm 、 长度 L ０＝４d ０ 的标 的技术要求, 锰元素含量符合 GB / T２２２－２００６ « 钢
准试样, 冲击试样取 １０mm×１０mm×５５mm 夏比 的成品化学成分允许偏差» 的技术要求.
表 ２ 高强度螺栓的化学成分 ( 质量分数)
Tab敭２ Chemicalcom p ositionsofthehi g hstren g thbolt massfraction ％
项目 C Si Mn P S Mo Ni Cu V Cr
实测值 ０．２２ ０．９７ ２．１８ ０．０１３ ０．００３ ０．３６ ０．１２ ０．１３ ０．０８ ０．１１
标准值 ０．１７~０．２３ ０．９０~１．２０ ２．２０~２．６０ ≤０．０２５ ≤０．０１５ ０．３０~０．４０ ≤０．３０ ≤０．２５ ０．０５~０．１２ ≤０．３０

１．４ 金相检验
在该高强度螺栓的最长裂纹处、 短小裂纹处和
表面浅裂纹处共截取 ３ 个试样, 分别命名为 １ , ２ , ３
号试样, 垂直于裂纹表面制取金相试样, 置于光学金
相显微镜下观察.按 GB / T１０５６１－２００５ « 钢中非
金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法» 对
非金属夹杂物含量进行评定, 结果为: 硫化物 A１．０
级, 氧化物 D１．０ 级.
图 ４ ２ 号试样的微观形貌
将 ３ 个试样用 ４％ ( 体积分数) 硝酸酒精溶液浸
Fi g 敭４ Micromor p holo gy ofsam p le２
蚀 后再 进行观察 , 如图 ３~５ 所示 , 可见这 ３ 处裂纹

图 ３ １ 号试样的微观形貌 图 ５ ３ 号试样的微观形貌
Fi g 敭３ Micromor p holo gy ofsam p le１ Fi g 敭５ Micromor p holo gy ofsam p le３

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