高強(qiáng)度螺栓斷裂的原因及防治

高強(qiáng)度螺栓常見的失效形式為螺栓松動(dòng)脫落，掉頭斷裂脫扣等幾種情況，分析原因，主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面：
1、應(yīng)力因素及疲勞： 通常緊固件受到剪切、拉伸、彎曲、壓縮等等四種不同方式的應(yīng)力，有時(shí)是一、兩種應(yīng)力組合，有時(shí)是幾種應(yīng)力都存在，當(dāng)幾種應(yīng)力都施加在螺栓上，尤其是超負(fù)載的情況下，高強(qiáng)度螺栓很容易產(chǎn)生斷裂。長時(shí)間在各種負(fù)載條件下，由于各種應(yīng)力交叉作用，產(chǎn)生了疲勞，疲勞損壞zui常見的部位是在齒根園、螺紋、及螺桿與螺紋聯(lián)結(jié)處，交叉應(yīng)力產(chǎn)生了疲勞損壞，這種損壞要占到總失效的80%左右，要選用合適的材料，選用較大規(guī)格、增加強(qiáng)度來增強(qiáng)緊固件抗應(yīng)力的能力。
2、腐蝕 腐蝕是螺栓斷裂有一個(gè)主要原因，腐蝕有普通腐蝕、化學(xué)腐蝕、電解腐蝕和應(yīng)力腐蝕等多種。值得一提的是電解腐蝕，這種腐蝕一般人不太了解，當(dāng)不同材料組成連接副，在與工件緊固時(shí)，由于每種材料的電解電位不同，會(huì)產(chǎn)生電子流動(dòng)，形成“微電池”，在濕潤的環(huán)境下，電解腐蝕很嚴(yán)重。嚴(yán)重電解腐蝕的重要環(huán)境是潮濕，要采取防護(hù)措施，首先要盡量隔絕空氣，保持包裝物的干燥，防止腐蝕的產(chǎn)生。
3、氫脆 氫脆的產(chǎn)生對(duì)高強(qiáng)度螺栓來說是致命的缺陷，一旦遇到外力，很容易發(fā)生斷裂。氫脆的產(chǎn)生原因主要有兩種，一種是內(nèi)部的，由材料冶煉所產(chǎn)生的，這種情況很少發(fā)生。第二類是外部的，在酸洗、電鍍時(shí)游離狀態(tài)的氫原子產(chǎn)生后，會(huì)嵌入基體并擴(kuò)散到內(nèi)部，破壞原來的平衡狀態(tài)，產(chǎn)生晶格畸變，在外力的作用下產(chǎn)生斷裂。有效的解決方式是采用去氫退火。
4、設(shè)計(jì)及工藝 在設(shè)計(jì)中忽略了齒根園或是在滾絲時(shí)，牙尖尖銳；在螺絲熱軋成型時(shí)產(chǎn)生褶皺、凹坑。這些尖角、凹槽的產(chǎn)生是產(chǎn)生裂紋的源泉，在設(shè)計(jì)制造中要重視這一問題，避免潛在裂紋的產(chǎn)生。高強(qiáng)度螺栓在調(diào)質(zhì)的過程要遇到第二類回火脆性，要盡可能避免這類回火脆性的產(chǎn)生。

5、安裝及連接 安裝扭矩要在規(guī)定范圍內(nèi)，扭矩太小，造成預(yù)緊力過小，在振動(dòng)或工作狀態(tài)下鎖緊力不足容易產(chǎn)生松動(dòng)，但是扭矩過大甚至超過規(guī)定值，螺紋在超負(fù)載的條件下服役，當(dāng)各種應(yīng)力組合施加時(shí)，很容易產(chǎn)生拉絲、脫扣造成失效。因此要按規(guī)定的扭矩進(jìn)行安裝。尤其要了解各種材料、各種表面處理的扭矩系數(shù)，采用正確的扭矩值防止連接副失效。 安裝聯(lián)結(jié)副時(shí)表面的粗糙度及垂直度也會(huì)影響聯(lián)結(jié)副的使用，表面粗糙安裝時(shí)要克服摩擦損失一部分扭力，擰緊力相應(yīng)減少。垂直度不好，擰緊時(shí)由點(diǎn)接觸變成面接觸的過程中，扭矩?fù)p失了一部分，同時(shí)擰緊時(shí)，螺栓頭部橫向應(yīng)力增大，容易產(chǎn)生頭部斷裂。
6、材料及熱處理 要根據(jù)強(qiáng)度要求不同選擇不同的材料，強(qiáng)度越高，合金元素含量要相應(yīng)增加，如果采用普通碳鋼，沒有Cr、Mo、V等元素，基體強(qiáng)度差，在多重應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生疲勞和斷裂。 熱處理也是很重要的因素，高強(qiáng)度螺栓調(diào)質(zhì)過程中的回火，在高溫回火區(qū)域，容易產(chǎn)生硫、磷等雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素在晶界上偏聚，產(chǎn)生脆性斷裂，尤其是當(dāng)硬度在HRC35度以上，脆性傾向更加嚴(yán)重。

總之高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)副的斷裂涉及面廣，要認(rèn)真分析，尤其是要保留斷裂的試樣，保持其原始狀態(tài)，了解材料、硬度、使用安裝等一系列情況后才能做出正確的判斷，針對(duì)性的采取相應(yīng)措施，可以使用科銳特新材料科技（洛陽）有限公司的螺栓防松處理技術(shù)有效地防止螺栓松動(dòng)脫落或螺栓松動(dòng)斷裂。