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緊固件高強螺栓失效分析原因探討
閱讀：227 發布時間：2020-1-3緊固件高強螺栓失效分析
一、通常緊固件的失效
包括下面幾種：
①、裝配擰拉斷裂；
②、螺紋受剪切力擰斷；
③、應力集中部位使用后斷裂；
④、疲勞斷裂；
⑤、延時斷裂；
⑥、零件扭矩報警；
⑦、螺紋滑牙。
二、失效產生的原因
來源于下面三個方面之一或綜合在一起
①、緊固件制造過程的質量問題導致緊固件失效；
②、緊固件選配或部件的使用問題（包括人為的）導致緊固件失效；
③、緊固件裝配問題導致緊固件失效。
三、緊固件的制造過程
緊固件與所有其他制造產品有一個共同點：制造控制得越好，性能越好。在制造過程中，有幾個因素影響緊固件質量。
如果溫度達到700攝氏度左右，在熱處理過程中可能發生金屬脫碳，而且爐內沒有足夠的保護氣氛。這可能會導致螺紋處變軟脫落。”
淬火和回火（或拉伸）是鋼緊固件常用的熱處理工藝之一。緊固件應在從淬火中取出后和*冷卻前幾分鐘內進行回火。否則可能導致淬火開裂、過早失效或使用壽命短于正常使用壽命（見圖1）。
雖然實驗室工程師初認為該緊固件頭部因氫脆而失效，但該緊固件有一個頭部下淬火裂紋。
在緊固件頭部成形過程中，金屬的晶粒流線在正確的方向上是很重要的。向螺栓頭部與桿部交界處的圓角處急劇移動的晶粒流線不能產生良好的流動（見圖2）。這可能會使緊固件在安裝過程中頭部容易斷裂。
在頭部成形過程中，金屬的晶粒流線向正確的方向成形是非常重要的。左邊的圖像表示符合SAE USCAR8規范的可接受顆粒流。
我們在制造過程中需要檢查緊固件，以確定合適的晶粒流動模式，，檢查員用鹽酸和水將樣品緊固件的頭部分段煮沸1分鐘，這樣就可以很容易地評估晶粒的流動。例如，我們的汽車客戶使用的所有頭螺栓和螺釘必須滿足SAE USAC8規范的晶粒流動模式。
當扭矩太大時，靠近頭部的螺紋太近的話會增加頭部的壓力。，這種情況也可能導致從頭到桿部的失敗。因為這個缺陷會增加徑向應力，當它出現在緊固件中時會加速氫脆。
氫脆是緊固件失效的常見原因。照片中的箭頭表示荷載應力區域。
當氫在緊固件電鍍過程中被吸附在鋼中并沿晶界移動到應力集中時，會發生內部氫脆。，這可能會在負載下導致突然的災難性故障。
大多數螺紋緊固件都經過電鍍或保護涂層處理，以防止生銹或腐蝕，然后根據ASTM B117（鹽霧試驗）測試其抗腐蝕性。如今，許多緊固件都是用相機或視覺系統進行機械挑選的，這一過程可能導致保護涂層的破壞。
在終測試和裝配的過程中，每個緊固件都會遭受一些或多或少的破壞，導致保護涂層可能會受損。在使用過程中可能出現過早的紅色（氧化鐵）銹蝕。
另一個常見的問題是浸漬旋涂。它提供了*的防腐蝕保護，但當過多的電鍍填充小螺釘的頭部時，可能會導致不能順利的鉆孔。
緊固件的幾何結構、材料、熱處理、表面處理和其他因素都會影響其從裝配到安裝產品的使用壽命期間的性能，因此，始終將緊固件視為工程部件而不是簡單的標準件。”