飞轮螺栓断裂原因

某42CrMo钢飞轮螺栓在使用过程中发生掉头断裂现象,采用宏观观察、扫描电镜和能谱分析、金相检验、化学成分分析、硬度测试等方法对螺栓断裂原因进行分析。结果表明:在螺栓的生产过程中,氢原子渗入到螺栓的浅表层,在后续使用时,这部分氢原子与拉应力的共同作用导致螺栓发生氢脆延迟断裂现象。

高强度螺栓用钢42CrMo(B7)的研制

高强度螺栓用钢42CrMo(B7)要求高强度的同时,还要求良好的抗低温脆性以及严格的晶粒度。通过Cr、Mo合金化、控制钢中碳含量和残余元素以及控制轧制控制钢中的第二相,实现了细晶强化和提高钢的低温性能。检验表明,钢的实际晶粒度为6～8级,各类夹杂物在0.5级以下,AkV达到27J(-100℃),力学性能完全满足用户要求。

轧制42CrMo钢高强度螺栓的热处理

轧制42CrMo钢通常为制造要求强度高、塑性和韧性指标也较高的关键部位螺栓的首选材料之一。由于材料内部原始组织的不均匀性等特点,采用常规的调质工艺,在满足高强度的基础上,其塑性和韧性指标往往达不到技术要求。通过采用双液淬火的调质工艺,成功地生产了轧制42CrMo钢高强度螺栓。

高韧性螺栓用钢42CrMo(Ni)的试制

山东寿光巨能特钢采用电炉—精炼炉—真空脱气—连铸的工艺流程试生产高韧性螺栓用钢42CrMo(Ni),通过Ni元素的加入大幅度提高钢材的低温韧性,通过Cr—Mo—Ni合金化细化晶粒及控制轧制工艺使42Cr Mo(Ni)具有良好的综合机械性能。经生产实践及检验发现,钢材的晶粒细小,组织均匀,-100℃的低温冲击功Akv≥27 J,比42Cr Mo(B7)平均提高5 J以上,机械性能稳定,满足用户的使用需求。

42CrMo钢风电高强度螺栓开裂原因分析与对策

大规格42CrMo钢高强瞍螺栓是风电机组中的一个重要零部件。对于风电高强度螺栓要求有强度和韧性良好配合的综合力学性能。由于日前热处理设备、原材料及工艺技术操作难于掌握，调质过程中容易产生淬火开裂事故，而此类开裂与小规格螺栓相比有其明显的特点，只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

热采井口装置螺栓的蠕变及应力松弛规律研究

针对热采井口装置用螺栓在现场工况下的应力松弛现象展开实验研究,分别进行了常、高温拉伸试验,蠕变实验和应力松弛试验。通过对比研究发现螺栓材料在高温下强度降低,塑性增加;在初始应力下蠕变变形明显,从原理上解释了螺栓松弛出现应力松弛的原因;通过应力松弛试验可以发现螺栓在现场工况下会产生明显的应力松弛,根据应力松弛实验数据拟合出现场工况下的应力松弛回归方程;利用有限元软件计算KR21-370型热采井口装置各法兰达到密封所需的最小螺栓预紧载荷,结合应力松弛回归方程计算出法兰由于螺栓的应力松弛而出现密封失效所需的时间,并针对易出现失效的螺栓提出解决措施。

在役风机螺栓超声检测新技术研究

在役风机螺栓在长期运行中,因周期性载荷作用,极易发生应力失衡产生疲劳裂纹,造成螺栓断裂失效,严重影响风力发电机组的安全。如何在不拆卸风机螺栓的状态下,精准测量螺栓轴向应力和有效检测疲劳裂纹是目前无损检测领域研究的热点和难点。通过采用超声波检测应力方法,以风电场常用的42CrMo螺栓为研究对象,制作螺栓轴向应力与超声波飞行时间的拟合曲线内置超声检测设备,经现场验证,应力的测量精度误差小于5%,测量精度符合要求;采用超声波导波检测方法,开展了不同位置、不同深度的模拟裂纹缺陷的检测,得出随着缺陷位置和距离的变化,均能检测到裂纹信号,随着缺陷距离和深度变大,缺陷回波逐渐增大,图像颜色逐渐加深。

U型螺栓加工过程中断裂原因分析

42CrMo圆钢在加工成U型螺栓过程中出现断裂现象,采用ARL3460直读光谱仪、金相显微镜和扫描电镜对U型螺栓试样进行分析。分析结果表明,U型螺栓断裂为试样在调质过程中由于淬火内应力过大引起的沿晶淬火开裂。

42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^(-6)。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。

柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。

42CrMo钢螺栓断裂分析

42CrMo钢的B7M螺栓在使用过程中发生了断裂。为了探索断裂原因,应用光电直读光谱仪、光学显微镜、扫描电子显微镜对该螺栓断裂处进行了化学成分、宏观、微观等分析。结果表明,螺栓的化学成分符合产品技术要求,螺栓断裂主要是由于原材料棒中存在中心碳偏析以及严重夹杂物所致。

42CrMo高强螺栓热处理开裂原因分析

采用金相显微镜检测了42CrMo螺栓断口的显微组织,比较了不同断裂区形貌的差别,并分析了钢中带状组织与裂纹产生间的关系。结果表明:42CrMo螺栓心部存在的孔洞和裂纹等缺陷影响螺栓的强度,但螺栓淬火开裂的原因是淬火应力集中;螺栓横断面近中心区、放射区和瞬断区的韧性存在差别,瞬断区为韧性断裂,而近中心区为解离和沿晶脆性断裂;螺栓近中心区存在带状组织,碳化物含量高的带状组织降低钢材韧性,易萌生拉拔裂纹,成为淬火开裂源。

42CrMo钢制螺栓断裂失效分析

为了查找某42CrMo钢制螺栓断裂失效的原因,采用光学显微镜、扫描电镜、电感耦合等离子体光谱仪、碳硫分析仪、硬度计等对断裂件的宏微观断口形貌、显微组织、硬度和化学成分等进行观察和检测分析。结果表明:螺栓光杆和法兰盘转接圆角处局部过烧和脱碳是引起螺栓断裂的主要原因,使用过程中螺栓光杆和法兰盘转接圆角处的应力集中是导致螺栓断裂的诱发因素。通过严格控制热镦温度,退火气氛,增加毛坯的切削余量,可有效防止过烧及脱碳层在成品零件上出现,避免类似事件的发生。