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螺丝疲劳分析-缸盖螺栓开裂失效

两缸盖螺栓开裂位置均在杆部和头部交接处,安装拧紧时螺栓首要受改变载荷,此时,主应力与轴线成45°,而切应力则与轴线笔直。从断口看,裂纹开端区与轴线成45°角,表现为改变时的正断断口,是正应力效果的结果。而瞬断区与轴线笔直,瞬断区面积占总断口面积的绝大部分,阐明开裂时应力较大或资料强度不足。
2.2化学成分和显微安排剖析
螺栓资料牌号为40Cr钢,硬度需求32~38HRC,金相安排需求1~3级(JB/T8837-2000)。经检验,1号缸盖螺栓化学成分(质量分数)契合GB/T3077-1988之规则,见表1。两螺栓基体安排均为细的回火索氏体,按JB/T8837-2000鉴定,安排为1级,契合其1~3级之技能条件规则。边际安排中晶界清晰可见,但其颜色显着比其它部位浅,估量外表存在脱碳层,其中2号螺栓更为显着。
两螺栓均残留带状安排,带状安排中还有非金属夹杂物,1号螺栓的带状安排见图2,其间的硫化物类夹杂物清晰可见,但均在规则范围以内。
2.3显微硬度测验
经磁粉探伤,未发现磁痕。经测定,1号螺栓硬度值为34HRC,2号螺栓硬度值为36HRC和37HRC,契合32~38HRC技能条件规则。因为螺栓已通过调质处理,所以仅依据金相安排来断定边际是否存在脱碳层似乎尚缺证据。为证明边际是否存在脱碳层,对边际和中间部位进行了显微硬度测验。
边际硬度低于中间硬度,进一步证明了边际存在脱碳层。边际碳含量的降低,使腐蚀程度降低,因此颜色较浅且晶界清晰可见。尽管螺栓在调质后对其外表进行了机加工,以去掉热加工所发生的脱碳层,但在杆部与头部交接处通常难以用机械加工去掉脱碳层,结果在杆和头部的交接处保留了脱碳层。
2.4剖析与评论因为最大应力坐落螺栓边际,而边际存在脱碳,降低了边际的强度。尽管螺栓答应存在一定量的脱碳层,但脱碳层的存在对螺栓执役老是不利的。因为裂纹源于脱碳处,那么脱碳则成为该螺栓开裂失效的首要因素之一。

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点击次数:  更新时间:2014-11-04 15:05:26

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