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应宁波D标准件公司需求,河北国鼎信检测技术服务有限公司带领技术团队协助D公司处理产品质量问题。提供分析理论,出具产品失效分析报告。
情况简介:
宁波D标准件公司委托扭剪型螺栓断裂样品1支(牌号ML20MnTiB、规格M24×85mm)。此样品安装在生产厂房对接梁处,安装好后第二天发现断裂。螺栓断裂位置发生在螺杆与丝扣处,断口平整,断裂源位于黄色处,在断口划线处取金相试样进行分析,实物形貌见图。
工艺简介:酸洗拔料-冷镦加工-热处理(淬火860℃,回火402℃)
实物断口形貌
经国鼎信技术团队对各项检测数据结果进行分析:
1、断裂源附近螺纹初始处有显微裂纹存在,同时浸蚀态显微组织裂纹处脱碳层深度与正常部位相同,表明裂纹是在热处理之前就已经存在,应该是在螺纹加工过程中产生的裂纹。
2、基体内存在氮化物,与本身材质含有Ti、B元素有关,氮化物特性是硬且脆,尤其是呈尖角状时,当材料受到外应力时,氮化物无法同材料基体一同发生弹性或塑性变形,易在氮化物周围形成初始裂纹源。
3、基体内部的显微组织的差异,与热处理有一定的关系,不同的组织,其各项性能也会存在差异(如韧塑性、硬度等)会使材料存在组织应力。在淬火工艺可以保证奥氏体全部转变为马氏体的前提下,应适当调高回火温度或延长保温时间,使淬火组织转化均匀。
4、回火温度为402℃,应当考虑是否合适。一般金属材料的第一类回火脆性出现在250℃-400℃,而扭转和冲击载荷对回火脆性敏感程度较大。应当考虑仪表显示温度与炉内实际温度之间的计量偏差(一般在±10-20℃)、热电偶的测量误差(一般在±5-20℃)。假如出现最大计量偏差可能真实的回火温度在360℃,即处于第一类回火脆性区间,且无法保证淬火马氏体在回火过程中完全发生分解转变。
结论:
螺栓断裂可能是螺纹加工时,表面产生细小裂纹,形成初始裂纹源。在热处理时回火工艺存在不足,致使材料内部组织差异,产生内应力。二者共同作用下致使裂纹断裂。同时不排除材料产生了第一类回火脆性。
河北国鼎信检测技术服务有限公司是一家同时具备CNAS和CMA检测资质的检测技术服务机构,同时荣获“国家中小企业公共服务示范平台”、“河北省中小企业公共服务示范平台”、“河北省科技型中小企业”荣誉资质!
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