Page 73 - 理化检验-物理分册2021年第十期

林楚新, 等: 某直升机连接螺栓断裂原因

1.2 断口分析 形貌显示裂纹源区位于螺杆表面镀铬层处, 镀铬
鉴于3件螺栓断口形貌类似, 因此取1号断裂 层挤压损伤严重, 呈压溃状。断口以压溃处为源,
螺栓 采 用 无 水 乙 醇 超 声 清 洗 后 置 于 扫 描 电 镜 发生多源疲劳断裂。裂纹扩展区呈沿晶断裂形
( SEM ) 下进行观察, 如图 4 所示。可见裂纹源区 貌, 晶界可见鸡爪形态的撕裂棱。瞬断区( 剪切唇
附近弧形扩展特征明显, 这与宏观形貌一致, 放大 区) 呈韧窝形貌, 边缘镀铬层发生脆断。

图4 1号断裂螺栓的断口微观形貌

Fi g 4 Micromor p holo gy offractureofthefracturedboltNo 1

a fullviewoffracture b cracksourcere g ion c dama g edchromecoatin g atcracksource d crack p ro p a g ationre g ion

e dim p leofshearli p f dama g edchromecoatin g ontheoutsideoftheshearli p
1.3 金相检验 1.5 氢含量测试
在螺栓断口附近取金相试样进行金相检验, 在断裂螺栓上取样进行氢含量测试, 结果见表
如图5所示。可见断裂螺栓的显微组织以均匀分 3 , 可见断裂螺栓的氢含量符合设计要求。
布的 板 条 状 回 火 马 氏 体 为 主, 奥 氏 体 晶 粒 度 表2 断裂螺栓的力学性能试验结果

Tab 2 Mechanical p ro p ertiestestresultsofthefracturedbolts
约8级。
抗拉 规定非比例 断后 断面
硬度 /
项目 强度 / 延伸0.2% 伸长率 / 收缩率 /
HRC
MPa 的应力 / MPa % %
1号断裂螺栓 1 849 1561 13.0 52 51.7

2号断裂螺栓 1858 1616 11.5 51 52.2

3号断裂螺栓 1843 1492 11.5 52 52.4

设计要求值 1760~2010 ≥1420 ≥6 ≥35 48~55
表3 断裂螺栓的氢含量( 质量分数)
图5 断裂螺栓的显微组织形貌
Tab 3 H y dro g encontentofthefracturedbolts massfraction %

Fi g 5 Microstructuremor p holo gy ofthefracturedbolt
项目 1号断裂螺栓 2号断裂螺栓 3号断裂螺栓 设计要求
1.4 力学性能试验
氢含量 0.00015 0.00017 0.00014 <0.0002
依据 GB / T2975-2018 《 钢及钢产品 力学性能

试验取样位置及试样制备》, 在断裂螺栓上制取拉伸
试样和硬度试样进行力学性能试验, 结果见表2 , 可 2 分析与讨论
见其力学性能均满足技术要求。 根据上述理化检验结果可知, 3 件断裂螺栓的
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