详解:螺栓为什么会断裂及原因

详解:螺栓为什么会断裂及原因,第1张

详解:螺栓为什么会断裂及原因,紧固件咨询顾问俞文龙认为螺栓为什么会断裂的原因有材料不合格,热处理不合格,产品制造不合格,螺栓选用不合理,使用场合环境恶劣等等。怎么办好螺丝螺母厂,紧固件咨询顾问俞文龙认为螺丝螺母厂想办好,一是要定位好客户,定位好产品,同样是做螺丝螺母,由于客户定位不同,产品对象不同,同样的螺丝螺母,销售价格相差几倍。紧固件咨询顾问俞文龙认为,最好自己查相关资料,网上得来总是假,碰到不懂装懂的,随便应答的,根本就是假的或骗人的就直接误导你,甚至害惨你。

在紧固件制造中正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确,可能造成性能达不到要求,使用寿命缩短,甚至发生意外或加工困难,制造成本高等。下面就简单介绍下螺栓生产过程中出现断裂的原因有哪些:

一、材质缺陷

影响偏析的因素中(铁矿石元素、炼钢方法、钢锭大小、冶炼技术等),主因是炼钢方法和冶炼技术,偏析大将会引起热脆、冷脆、裂缝、疲劳等一系列问题。当钢材中碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时,将会严重降低其塑性和韧性,脆性则相应增大。

(1)钢中碳元素含量增高会使钢的脆性转变温度升高,随着含碳量的增加,钢的最大恰贝冲击值显著降低。

(2)磷对钢脆性转变温度影响随磷含量增加,钢脆性转变温度升高,硫与磷的存在对钢的断裂韧性起有害作用,硫危害性更大。

(3)钢中锰元素的存在对改善其脆性性能有一定帮助,随锰与碳之比值提高,碳、磷有害作用下降,钢的脆性转变温度显著降低。

二、应力集中

当钢材在某一局部出现应力集中,则出现了同号的二维或三维应力场使材料不易进入塑性状态,从而导致脆性破坏。应力集中越严重,钢材的塑性降低愈多,同时脆性断裂的危险性也愈大。钢结构或构件的应力集中主要与构造细节有关。

三、加工环境

当螺栓受到较大的动载作用或者处于较低的环境温度下工作时,螺栓脆性破坏的可能性增大。

(1)当温度升高时,钢材的强度及弹性模量均有变化,一般是强度降低,塑性增大。随着温度的不断升高,而塑性和冲击韧性下降出现所谓的“蓝脆现象”,此时进行热加工钢材易发生裂纹,钢结构几乎完全丧失承载力。

(2)当温度降低,钢材强度略有提高,而塑性韧性降低,脆性增大。尤其当温度下降到某一温度区间时,钢材的冲击韧性值急剧下降,出现低温脆断。通常又把钢结构在低温下的脆性破坏称为“低温冷脆现象”,产生的裂纹称为“冷裂纹”。

四、加载速率的影响

大量实验表明,高的加载速率会使材料出现脆断的危险增加,一般认为其影响与降低温度相当。随着变形速率的增大,材料的屈服强度将会增加,其原因是材料来不及进行塑性变形和滑移,因而位错摆脱束缚进行滑移所需的热激活时间减少,使脆性转变温度提高,所以易于产生脆断。当试件上有缺口时,应变速率的影响更为显著。脆性裂纹一经产生,裂纹尖端就会有很严重的应力集中,这一急骤增加的应力,相当于一个加载速率很高的荷载,使裂纹迅速失稳扩展,最后使整个结构发生脆性破坏。

五、冷镦成型油的使用

使用菜籽油、机械油、再生油等非专用油品也会发生工件断裂的问题,主要原因是非专用油品其不含有冷镦工艺所需要的添加剂成分,性能不能满足工艺要求。在加工过程中油膜瞬间破裂,冲棒与工件直接接触,因作用力的释放导致工件发生脆性断裂。

综合上述原因:材质缺陷,应力集中,加工环境,加载速率及工艺原料是影响脆性断裂的主要因素,其中应力集中的影响尤为重要。在此值得一提的是,应力集中一般不影响钢结构的静力极限承载力,在设计时通常不考虑其影响。但在动载作用下,严重的应力集中加上材质缺陷,残余应力,冷却硬化,低温环境等往往是导致脆性断裂的根本原因。

1.装配时扭紧力矩过大,用力不均匀。由于装配中没有严格的配用扭力扳手,具体扭紧力矩又不太了解,认为越紧越好紧固连杆螺栓用较长的加力杆,扭紧力矩过大,超过了螺栓材料的屈服极限,使连杆螺栓出现屈服变形,使之在冲击载荷的作用下因过度的伸长而断裂。应强调的是,一定要按标准扭紧连杆螺栓,千万不能认为越紧、力量越大越好。

2.柴油机在运行中出现飞车故障或活塞在气缸内烧死的故障,将连杆螺栓拉断。如果发动机在使用中出现过飞车的故障,应对发动机做一次全面检查,最好更换连杆螺栓如果在运行中个别气缸出现过较严重的拉缸,在更换气缸活塞组件时也应将连杆螺栓更换。

3.材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题也会导致连杆螺栓在发动机运行中出现断裂。

本文由钻尾螺丝编辑


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