Page 43 - 理化检验-物理分册2022年第五期

师利芳, 等: 车用六角头螺栓断裂原因

图 1 试样宏观形貌

图 2 1 试样断口微观形貌
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处起裂点进一步放大观察[ 见图2b )], 并取图2b ) 中 1.3 化学成分分析
B 点进行观察[ 见图 2c )]; 由图 2c ) 可见起裂区域断 对1 , 3 , 4 , 5 试样进行化学成分分析, 结果
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口形貌为撕裂、 沿晶, 未见裂纹、 夹杂等缺陷。取图 如表 1 所示。 4 个试样的化学成分分析结果均满足

2a ) 中 C 区( 裂纹扩展区) 进行观察[ 见图 2d )], 可见 标准 GB / T3077-2015 《 合金结构钢》 对 35CrMo
裂纹扩展区断口形貌为沿晶、 撕裂及少量的二次裂 钢的要求 [ 3-4 ] ; 且试样中各化学成分分析结果差异较

纹, 在距表面大约 1~3mm 内的沿晶面上发现少量 小, 因此可排除原材料化学成分差异的影响因素。
撕裂棱、 鸡爪纹, 以及部分点状腐蚀产物, 有氢脆倾 表 1 试样化学成分 %
向。氢原子具有较小的原子半径, 容易在金属原子 质量分数
项目
中扩散。在紧固件加工过程中会引入氢原子, 如原 C Si Mn Cr Mo
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1 实测值 0.36 0.19 0.66 0.90 0.16
材料基体长时间暴露在湿度较大的存储过程、 淬火
3 实测值 0.36 0.18 0.65 0.91 0.17
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加热或渗碳过程、 去氧化皮处理中的酸洗过程以及 4 实测值 0.35 0.18 0.68 0.92 0.17
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电镀除油过程和锌层沉积过程等环境中。氢入侵后 5 实测值 0.35 0.18 0.66 0.93 0.17
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在零件缺陷处聚集, 产生巨大的压力, 在零件内部生 0.32~ 0.17~ 0.40~ 0.80~ 0.15~
标准值
成微裂纹, 再与施加在零件上的静态应力形成合力, 0.40 0.37 0.70 1.1 0.25
合力从氢聚集的裂纹处不断向外扩散, 最终引起断 为排查零件中的残氢含量, 选取 5 试样, 分别
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裂 [ 1-2 ] 。取图 2a ) 中 D 区( 最后断裂区), 放大观察, 制备去镀层及未去镀层两组试样进行氢含量分析。
结果如图 2e ) 所示, 可见其断口形貌为韧窝。 去镀 层 后 试 样 的 氢 含 量 ( 质 量 分 数, 下 同 ) 约 为
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