鎖緊（jǐn）螺母斷裂案例分析及解決方案。

非標螺絲訊：
 

1.螺絲鎖緊螺（luó）母製造工藝。

螺絲鎖（suǒ）緊螺母在（zài）製造過程中（zhōng），常見的失效形式是斷裂（liè）。一般來說，螺絲（sī）鎖緊螺（luó）母（mǔ）的製造工藝是:材料改性-冷鐓-車削頭、倒角、鑽中心孔-鑽螺（luó）紋（wén）底（dǐ）孔-去毛刺-攻絲螺紋-去磷、熱處理-磨螺紋毛坯（pī）直徑-滾絲-(酸洗)氧化處理-探傷（shāng）、退（tuì）磁（cí）-(酸洗)下圖1為破損件、模擬破損件、完好件；圖2顯示了斷裂的宏觀形態。

2.螺絲鎖緊螺母斷裂（liè）分析。

螺絲鎖（suǒ）緊螺母斷裂的原因可能來自材料和結（jié）構方麵，也可能是本身的強度。因此，根據其工藝和材料知識，采用放大鏡（jìng）和顯微鏡進行金相和硬度（dù）分（fèn）析。

(1)斷裂分析。

利用低倍放大鏡和高倍顯示鏡觀察斷口的宏（hóng）觀和微觀形貌（mào），結合工程（chéng）實踐經驗和金屬材料及微觀形貌，結合工程實踐經驗（yàn）和金屬材料知識進行斷口分析（xī）。

圖1顯示了斷裂的（de）宏（hóng）觀形態（tài）。1#件斷口較平（píng）整，無明顯塑性變形痕跡。斷口外緣剪切唇為新鮮淺灰色(如（rú）短箭（jiàn）頭所示)，其他（tā）區域基本氧化發黑(如長箭頭所示)。2#斷口宏觀形貌與1#斷口相似，斷（duàn）口無明顯塑性變形痕跡。外環邊緣為剪切唇，淺（qiǎn）灰（huī）色（sè），為新鮮斷口(如圖1短箭頭（tóu）所示)，其他區域表麵基本氧化發黑(如圖1長箭頭所（suǒ）示)。

通（tōng）過觀（guān）察1#件斷口黑色區域的微觀形貌2，可以看出斷口有（yǒu）明（míng）顯（xiǎn）的（de）氧化腐蝕，但晶（jīng）體形貌仍然是冰糖，晶體之間存在二次（cì）裂紋。由於橫截麵有氧化腐蝕現（xiàn）象，無法確定產品表（biǎo）麵是否有雞爪（zhǎo）毛紋；斷（duàn）口外緣的微觀形貌（mào）4為韌窩（wō）形（xíng）貌，該區域（yù）為最終（zhōng）斷裂區。

通過觀察斷口2#片（piàn）除邊緣剪（jiǎn）切唇以外的黑色區域斷口的微觀形貌，可以看出晶粒間有（yǒu）類冰糖的沿晶斷裂和次生裂紋；斷口外緣的微觀形貌為等軸韌窩形貌。

(2)金相分析。

用金相分析（xī）儀觀察了完整（zhěng）件和1#斷裂件的近芯金相組織和斷口（kǒu），並結合熱處（chù）理知識進行了5%的對比分析。

經分析觀察，均為均勻回火索氏體，無異常。

(3)硬度（dù）分析。

對完整零件和破損零件進行硬度測試，結果如表1所（suǒ）示。破碎部位表麵硬度過高，達不到12.9級（jí）螺絲的硬度要求。

(4)化學成分分析。

失效零件在裝配過程中斷（duàn）裂，有明顯的黑色和新斷裂區域(如圖2、圖4和圖5所示)。黑色區域表麵氧化嚴重，新鮮斷口無氧化，說明（míng）兩個區域不是（shì）同時產生的。斷口黑色區域呈邊（biān）緣斷裂狀（zhuàng），伴有晶間二次裂紋，以氫脆斷裂為特征。橫截麵（miàn）外緣的新斷裂（liè）區域為韌（rèn）窩形態。晶間斷口表麵已基本氧化腐蝕，但邊緣終裂區無明顯（xiǎn）氧化腐（fǔ）蝕產物，表明後續表麵（miàn）氧化處理前送檢零件存在裂紋。送檢零件的金相組織和化（huà）學成分無異常。

用直（zhí）讀光譜儀（yí）分析完整零件和破損零（líng）件的化學成分，結果如表2所示。根據“JISG4053-2008”，其（qí）化學成分符合標準中SCM435鋼的要求。

氫（qīng）含量檢測選擇了一（yī）個用過的完（wán）好部分和一個破損部分，結果如表（biǎo）3所示，說明檢驗試驗的氫（qīng）含量比較高。但是氫含量太高，容易導致氫脆。因此，為了進一步確認氫脆的影響，再次取10個用過的完好件和10個破損件進行氫含量檢測。

氫脆是氫滲（shèn）入金屬（shǔ）引起的損傷，導致零件在（zài）低於材料屈服極限（xiàn）的靜應力下（xià）斷裂，沒有預兆和（hé）突然性（xìng）。零件中氫的來源通常（cháng）包括原材料、熱處理、表麵處理(如酸洗、電鍍)、環境（jìng）腐蝕等。零件的氫脆敏（mǐn）感性不同。氫含量越高，強度、硬度和拉伸應力越大，氫脆敏感性越高。

熱處理後，零件被軋製，頭部有一個深的內六角孔，杆上有（yǒu）一個螺（luó）紋孔。這種結（jié）構在滾壓外螺紋時容易在內六角底部產生（shēng）較大的內應力；滾軋外（wài）螺紋後，表麵氧化處理使用酸。

水洗除油除鏽導致氫滲入零件(根據氫含（hán）量檢測，螺（luó）母氫（qīng）含（hán）量高（gāo）達6~7ppm)，斷裂零件硬度高，氫（qīng）脆敏感性高。因此，在氫和內應力的（de）共同作用下，氫致裂紋（wén）首先出現在應（yīng）力集中的內六角底部，裂紋表麵在後續的氧化發黑過程中被腐蝕氧化。氫致（zhì）裂紋的產生不僅造成嚴重的應力集中，而且（qiě）使零件的（de）承（chéng）載麵積減小，導致零件在裝配應力作用下斷裂。裝配過程中的（de）斷裂斷麵（miàn）為（wéi）新斷麵，表麵為韌窩形態，無氧（yǎng）化腐蝕。

(5)解決方案。

送檢零件斷裂原因是存在原始（shǐ）裂紋，為氫致裂紋，氫來源於氧化發黑（hēi）前的酸洗。建議采取以下（xià）措施（shī）:

堿性電解用於（yú）除油除（chú）鏽。如（rú）果無法避免酸（suān）洗，應在（zài）滾壓外螺紋後進行（háng）應力消除處理，並在表麵處理後4小時內進（jìn）行（háng）除氫處理（lǐ）。

這批零件氫（qīng）含量高，硬度大，氫脆（cuì）風險高，不能排除組裝零件氫致開裂的可能性。如果在（zài）使用過程中斷裂，會對係統運行造（zào）成（chéng）很大的安全隱患，建議召回並更換所有新的工藝部件。