Page 66 - 理化检验-物理分册2022年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202210012

0Cr16Ni6 热轧退火钢螺纹定位销断裂原因

孙家冬,杨 巍,康 凯

[ 沈阳飞机工业( 集团) 有限公司,沈阳 110034 ]

摘 要: 某0Cr16Ni6热轧退火钢螺纹定位销在服役过程中其变截面过渡区小端发生断裂。对该螺纹
定位销进行了宏观观察、 扫描电镜分析、 化学成分分析、 硬度测试等综合分析, 并结合开展了疲劳试验、 扭
转试验、 热曝露试验、 磁粉检测、 仿真模拟等相关试验, 分析和验证了螺纹定位销的断裂过程及原因。结
果表明: 可以排除材料本身缺陷及机械加工原始缺陷的可能性; 螺纹定位销的装配过程操作不当造成零
件表面划伤, 在划伤部位产生应力集中, 使螺纹定位销的疲劳强度降低, 最终导致疲劳断裂。

关键词: 热轧退火钢;螺纹定位销;疲劳断裂;仿真模拟

中图分类号: TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 10-0050-04

Fracturereasonofthreadp ositionin gp inof0Cr16Ni6hotrolledannealedsteel

,
SUNJiadon g YANG Wei , KANGKai

[ Shen y an gAircraftIndustr y ( Grou p ) Co. , Ltd. , Shen y an g110034 , China ]

Abstract : Thesmallendofvariablecrosssectiontransitionzoneofthreadp ositionin gp inof0Cr16Ni6hot

rolledannealedsteelfractureddurin gservice.The macroobservation , scannin gelectron microsco p eanal y sis ,

chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstestandothercom p rehensiveanal y siswerecarriedout.Combinedwiththe

fati g uetest , torsiontest , thermalex p osuretest , ma g neticp articletestin g , simulationandotherrelatedtests , the

fracturep rocessandcauseofthescrew p ositionin gp in wereanal y zedandverified.Theresultsshowthatthe

p ossibilit yofmaterialdefectsand machinin gori g inaldefectscouldbeexcluded ; theim p ro p erassembl yp rocessof

thescrewp ositionin gp incausedthesurfacescratchofthe p arts , andthestressconcentrationoccuredatthescratch

site , whichreducedthefati g uestren g thofthescrewp ositionin gp inandeventuall y ledtofati g uefracture.

Ke y words : hotrolledannealedsteel ; threadp ositionin gp in ; fati g uefracture ; simulation
螺纹定位销用于锁紧和固定飞机某动力结构的 截面部分及螺纹部分。其中光杆部位加工工艺为磨
主承力销, 起到防止因主承力销造成飞行事故的作 削, 变截面部位加工工艺为车削, 螺纹部位加工工艺
用。该螺纹定位销由0Cr16Ni6热轧退火钢棒材加工 为滚丝。螺纹规格为 M6-e6 , 定位光杆直径为8mm ,

而成, 主要加工工序为: 车削 - 磨削 - 热处理 - 滚丝 - 磁粉 公差等级为f7 , 中间采用 34° 变截面连接。在完成所
检测。某0Cr16Ni6热轧退火钢螺纹定位销在服役过 有加工工序后对其进行磁粉检测, 对检测合格的螺纹
程中发生断裂, 笔者对该螺纹定位销的结构、 材料、 断 定位销进行镀铜处理。螺纹定位销的断裂处为变截
口形貌及装配机理等方面进行分析, 复现了断裂现 面过渡区小端。
场, 分析和验证了螺纹定位销的断裂过程及原因。 断裂螺纹定位销整体及其断口的宏观形貌如图
1 理化检验 1 所示。断口位于变截面过渡区靠近小端处, 垂直
于轴线, 未见明显塑性变形, 可见疲劳弧线特征, 疲
1.1 宏观观察 劳由表面线性起源, 疲劳源区整体比较平整, 源区未
螺纹定位销的结构分为头部、 定位光杆部分、 变 见冶金缺陷和机械加工痕迹。稳定扩展区的断面平

坦细密, 疲劳裂纹扩展较充分, 可见该螺纹定位销的
收稿日期: 2022-01-10
工作载荷并不大, 但起源特征表明裂纹萌生应力较
作者简介: 孙家冬( 1987- ), 男, 本科, 高级工程师, 主要从事航
大 [ 1-4 ] 。分析其断裂过程为由表面向心部扩展。心
空零件的加工工艺研究及生产支持工作, sun j d0@163.com
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