Page 83 - 理化检验-物理分册2022年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202210017

TB8 钛合金高锁螺栓安装断裂原因

许永春 1 , 2 ,李祥军 ,李旭健 1 , 2 ,孙晓军 1 , 2 ,董晨曦 1 , 2 ,周玉宝 1 , 2

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( 1. 河南省紧固连接技术重点实验室,信阳 464000 ; 2. 河南航天精工制造有限公司,信阳 464000 ;

3. 航天精工股份有限公司,天津 300304 )
摘 要: 某 TB8 钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂, 采用宏观观察、 断口分析、 金相检验、
力学性能测试等方法对其断裂原因进行分析, 结果表明: 在安装过程中, 螺栓与安装孔不同轴, 使螺
栓受额外弯曲应力,在外加弯曲应力和轴向载荷的共同作用下, 螺栓发生过载断裂。为了进一步

验证螺栓与安装孔不同轴对螺栓破坏拉力的影响, 设计了在螺栓头下放置不同斜度垫片的拉伸试
验方案, 得出随着斜度的增加, 螺栓破坏拉力逐渐降低。

关键词: 高锁螺栓;断裂;过载;力学性能

中图分类号: TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 10-0067-04

ReasonsforinstallationfractureofTB8titaniumallo yhi g hlockbolt

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1 , 2
1 , 2
1 , 2
1 , 2
XUYon g chun , LIXian gj un , LIXu j ian , SUNXiao j un , DONGChenxi , ZHOUYubao 1 , 2

( 1.HenanKe yLaborator yofFastenin gConnectionTechnolo gy , Xin y an g464000 , China ;

2.HenanAeros p acePrecisionMachinin gCo. , Ltd. , Xin y an g464000 , China ;

3.Aeros p acePrecisionManufacturin gCo. , Ltd. , Tian j in300304 , China )

Abstract : ThefractureofaTB8titaniumallo yhi g hlockboltoccurreddurin gtheassembl yp rocess.The

fracturecauseswereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , fractureanal y sis , metallo g ra p hicexamination

andmechanicalp ro p ert ytest.Theresultsshowthatdurin gtheinstallationp rocess , theboltwassub j ectedto

additionalbendin gstressduetodifferentaxesoftheboltandtheinstallationhole.Underthecombinedactionof

externalbendin gstressandaxialload , theboltwasoverloadedandfractured.Inordertofurtherverifiedthe

influenceofdifferentaxesoftheboltandtheinstallationholeonthefailuretensileforceofthebolt , thetensiletest

schemeofp lacin gdifferentinclinedg asketsunderthebolthead wasdesi g ned.Itwasconcludedthatthefailure

tensileforceoftheboltdecreasedg raduall ywiththeincreaseoftheinclination.

Ke y words : hi g hlockbolt ; fracture ; overload ; mechanical p ro p ert y
TB8 钛合金是一种新型亚稳态 β 型钛合金, 其 配过程中发生断裂, 笔者采用一系列理化检验方法
具有较好的冷成型性、 良好的抗氧化性和耐腐蚀性, 对该高锁螺栓的断裂原因进行了分析。
及优异的热稳定性等 [ 1-2 ] 。 TB8 钛合金可用于制作
对工作温度要求较高的飞机或发动机结构件等 [ 3 ] 。 1 理化检验
随着航空技术的发展, 对现代飞机的紧固件连接提 1.1 宏观观察
出了小质量、 高强度、 长寿命、 易安装等要求, 钛合金 断裂螺栓宏观形貌如图 1 所示, 由图 1 可知:
高锁螺栓具有高强度、 小质量、 可控预载荷、 高疲劳 螺栓断裂 位 置 为 离 收 尾 部 位 约 2 扣 螺 纹 处, 与 断
寿命等特点, 在航空工业中得到了广泛应用 [ 4 ] 。 裂螺栓配 套 安 装 的 高 锁 螺 母 外 观 较 为 完 好, 断 径
某表面有铝涂层的 TB8 钛合金高锁螺栓在装 槽未被拧 断; 螺 栓 光 杆 部 位 表 面 涂 层 损 伤 较 为 严
重, 螺栓头下圆角表面铝涂层局部存在明显损伤,
而相对面 圆 角 铝 涂 层 较 为 完 好, 表 明 螺 栓 在 安 装
收稿日期: 2022-02-28
作者简介: 许永春( 1982- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事航
过程中存在偏斜。
空航天紧固件失效分析及理化检验工作, xu y c1120@163.com
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