圓柱螺釘斷裂失效分析試驗(yàn)
12.9級(jí)內(nèi)六角圓柱頭螺釘，規(guī)格為M4×12，材料SCM435鋼，表面鍍黑鋅。
在安裝時(shí)內(nèi)六角圓柱螺釘在頭桿處斷裂。
試驗(yàn)過程與結(jié)果
斷裂件檢查，螺釘在頭桿處斷裂，斷裂件桿部見圖15-1；斷裂件頭部斷口，呈扭轉(zhuǎn)塑性斷裂特征，箭頭所指為最后扭斷區(qū)，見圖15-2。
圖15-1 斷裂件桿部形貌 圖15-2 頭部斷口宏觀形貌
掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行觀察，整個(gè)斷口形貌均為韌窩塑性斷裂形貌，且韌窩具有明顯的方向性，韌窩延展方向均指向斷裂源位置，見圖15-3、圖15-4。
圖15-3 韌窩斷口 圖15-4 方向性明顯的韌窩
斷裂件化學(xué)成分分析，成分分析結(jié)果符合SCM435鋼材料的要求。
斷裂件心部硬度試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定心部硬度385～435HV10，硬度試驗(yàn)結(jié)果為，431～428 HV10，符合《ISO898.1-1999》標(biāo)準(zhǔn)要求，
斷裂件進(jìn)行金相檢查，從斷口附近截取金相樣品，制樣后觀察，組織為調(diào)質(zhì)處理的回火索氏體組織，見圖15-5。
圖15-5 回火索氏體
分析與討論
斷裂件的化學(xué)成分分析、心部硬度、金相組織符合技術(shù)要求。表明斷裂件的材料合格，熱處理工藝正常。
斷裂件的整個(gè)斷口形貌均為韌性延展斷裂，且斷口韌窩具有明顯的方向性，為扭轉(zhuǎn)斷裂特征。
該M4小螺釘在安裝是由于安裝過載，使螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂失效。
結(jié)論與啟示
（1）該螺釘斷裂失效是由于安裝過載，使螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂失效。
（2）小螺釘在安裝時(shí)要控制好安裝應(yīng)力，防止安裝應(yīng)力過大造成螺釘扭轉(zhuǎn)斷裂。
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