Page 81 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202211018

某型号车轮螺栓拉长和断裂原因

武 坤,杨 帆,王秀健,李 皓,郑喜平

( 郑州精益达汽车零部件有限公司,郑州 450000 )
摘 要: 某型号车轮螺栓在装配过程中出现拉长和断裂情况。采用宏观观察、 化学成分分析、 力
学性能测试、 硬度测试、 金相检验、 扫描电镜及能谱分析、 摩擦性能测试等方法, 分析了螺栓拉长和
断裂的原因。结果表明: 螺栓和螺母的扭矩系数一致性较差, 在装配过程中, 夹紧力超过螺栓屈服
强度, 导致螺栓拉长; 当扭矩系数过小时, 夹紧力超过螺栓的抗拉强度, 导致螺栓断裂。

关键词: 车轮螺栓;塑性变形;拉长;断裂;扭矩系数

中图分类号: TB31 ; TH131 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 11-0065-04

Reasonsforboltelon g ationandfractureofawheel

WUKun , YANGFan , WANGXiu j ian , LIHao , ZHENGXi p in g

( Zhen g zhouJin gy idaAutoPartsCo. , Ltd. , Zhen g zhou450000 , China )

Abstract : Thewheelboltsofacertainmodelwereelon g atedandfractureddurin gassembl y .Thecausesof

boltelon g ationandfracturewereanal y zedb y meansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis ,

mechanical p ro p ert ytest , hardnesstest , metallo g ra p hicexamination , scannin gelectron microsco p eandener gy

s p ectrumanal y sis , frictionp erformancetest.Theresultsshowthatthetor q uecoefficientsofboltsandnutswere

notconsistent.Durin g theassembl yp rocess , theclam p in gforceexceededthey ieldstren g thofbolts , resultin g in

boltelon g ation.Whenthetor q uecoefficientwastoosmall , theclam p in g forceexceededthetensilestren g thofthe

bolt , resultin g intheboltfracture.

Ke y words : wheelbolt ; p lasticdeformation ; elon g ation ; fracture ; tor q uecoefficient
车轮螺栓是车辆的重要零部件, 是轮毂连接车 和断裂螺栓的宏观形貌如图 1 所示, 可见拉长螺栓
轮的高强度紧固件。某公司车轮螺栓为 A 厂家产 ( 1 螺栓) 螺纹处产生明显的颈缩塑性变形, 断裂螺
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品, 对应的车轮螺母为 A , B 两个厂家产品。在螺栓 栓( 2 螺栓) 螺纹处发生断裂, 断裂螺纹处同样产生
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装配过程中, A 厂家的螺栓和螺母同时使用时未发 了明显的颈缩塑性变形 [ 1 ] 。
生失效, 但在 A 厂家螺栓和 B 厂家螺母配 合使用
时, 约 5% 的螺栓出现拉长、 断裂情况。为查明螺栓
拉长和断裂的原因, 笔者进行了一系列理化检验, 并
提出了相应改进措施, 以避免该类问题再次发生。
1 理化检验

1.1 宏观观察

螺栓规格为20mm×1.5mm ( 外径 × 壁厚), 性

图 1 拉长和断裂螺栓的宏观形貌
能等级为 10.9 级, 表面处理方式为磷化处理。拉长
1.2 化学成分分析
螺栓材料为 35CrMo 合金钢, 分别在 1 , 2 螺
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收稿日期: 2022-05-23
栓上取尺寸为 18 mm×12 mm ( 直径 × 长度) 的圆

作者简介: 武 坤( 1995- ), 男, 学士, 助理工程师, 主要从事金属
柱形试样, 用磨床磨平, 然后用 ARL3460 型直读光
材料理化检验及失效分析工作, 1060528495@ qq .com
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