机械零件失效分析作业

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1、10.9级高强度螺栓断裂失效分析徐海波一、案例背景3支10.9级M30高强螺栓在进行风电轮毂装配后,发生了断裂脱落事故，断裂时间为装配完成1天之后。螺栓材质为42CrMoA,杆长250mm。断裂位置均位于六角螺栓头部。装配过程为了控制力矩采用了力矩扳手。为了分析高强度螺栓断裂的原因,我们搜集了断裂样品,进行了综合试验分析。二、失效分析过程首先对断口进行宏观分析，初步确定断裂类型；若为脆断，则进行成分分析，鉴定材料是否存在成分偷工减料；若无，则进行微观分析。包括金相分析和断口微观分析，其中前者是为了确定基体组织是否满足实际工况要求的组织；后者通过断口的形貌进一步鉴定断裂失效类型。最后对材料进行

2、性能测试，看是否到达工况要求。最后综上分析过程得出螺栓断裂失效的原因并就存在的问题提出有效预防措施。具体分析过程如下所述。1、宏观分析现场收集到的相关的断裂件如图1所示。由图可知螺栓断裂的部位是位于螺纹过渡的区域，该区域易出现应力集中；断件表面平整且断前没有发生塑性变形如图2所示。由此可以初步地判断螺栓发生了脆性断裂。图1　断裂螺栓头部形貌图2螺杆部分宏观检验照片2、微观分析2.1成分分析在断裂螺杆上取样进行了化学成分分析，结果见表1。通过化学成分分析，结果表明螺栓的化学成分没有存在偷工减料，是符合标准的。表1实测螺栓化学成分(质量分数)元素CSiMnSPCrMoCu断裂螺栓实测值（%）0.

3、3860.1840.5320.0090.0130.9500.2250.004未使用型螺栓实测值(%)0.3800.1720.5280.0070.0100.9060.1870.0012.2组织分析通过对螺栓进行理化分析后，排除成分的造假的可能。下面就断件和标准件进行金相分析。如图3所示，分析结果如表3所示。(a)断裂螺栓回火马氏体2000×(b)未断裂新螺栓回火索氏体2000×图3螺栓金相照片表2金相检验结果试验项目显微组织夹杂物脱碳层晶粒度断裂螺栓试样M回D2.00.10mm6～7未使用新螺栓S回D2.00.15mm6～72.3性能测试组织决定了性能，表2是断裂螺栓和新螺栓（标准）力学性能的

4、比较。从表不难发现断裂件的强度、硬度偏高；塑性、韧性偏低。这也是螺栓断裂的原因之一。表3　螺栓力学性能试验结果实验项目σs/MPaσb/MPaAk/JHBSε/%ψ/%断裂螺栓实测值11301510141442042910.037.0未使用新螺栓实测值9001150465534134515.553.52.4断口微观分析通过断口与标准件断口微观的表面形貌进行对比观察如图4所示。图4（a）未发现有非金属夹杂，断口形貌如冰糖状；图4（b）为准解理断口形貌，为河流花样。(a)断裂螺栓沿晶断口形貌500×(b)未断螺栓准解理断口形貌1000×图4冲击试样断口扫描电镜二次电子像一、结论与措施1、经过宏观

5、分析，断口平整无塑性变形，初步判断为脆断类型；2、通过对断件进行理化分析、性能测试、金相分析，发现该断件的组织M回不符合工况要求的组织S回。这是断裂的直接原因之一；3、断裂螺栓的组织是M回，是在热处理不当引起的。像10.9级的高强度的螺栓它的材质是42CrMoA，淬火后应高温回火，回火温度不能低于560℃。教你如何用WORD文档(2012-06-27192246)转载▼标签：杂谈1.问：WORD里边怎样设置每页不同的页眉？如何使不同的章节显示的页眉不同？答：分节，每节可以设置不同的页眉。文件――页面设置――版式――页眉和页脚――首页不同。2.问：请问word中怎样让每一章用不同的页眉？怎么我

6、现在只能用一个页眉，一改就全部改了？答：在插入分隔符里，选插入分节符，可以选连续的那个，然后下一页改页眉前，按一下“同前”钮，再做的改动就不影响前面的了。简言之，分节符使得它们独立了。这个工具栏上的“同前”按钮就显示在工具栏上，不过是图标的形式，把光标移到上面就显示出”同前“两个字来。3.问：如何合并两个WORD文档，不同的页眉需要先写两个文件，然后合并，如何做？答：页眉设置中，选择奇偶页不同与前不同等选项。4.问：WORD编辑页眉设置，如何实现奇偶页不同比如：单页浙江大学学位论文，这一个容易设；双页：（每章标题），这一个有什么技巧啊？答：插入节分隔符，与前节设置相同去掉，再设置奇偶页不同。

7、5.问：怎样使WORD文档只有第一页没有页眉，页脚？答：页面设置－页眉和页脚，选首页不同，然后选中首页页眉中的小箭头，格式－边框和底纹，选择无，这个只要在“视图”――“页眉页脚”，其中的页面设置里，不要整个文档，就可以看到一个“同前”的标志，不选，前后的设置情况就不同了。6.问：如何从第三页起设置页眉？答：在第二页末插入分节符，在第三页的页眉格式中去掉同前节，如果第一、二页还有页眉，把它设置成正文就可以了●在