Forskellen mellem højstyrkeboltfriktionstype og tryktypeforbindelse

1. Fysiske og kemiske tests

Bolten brækkede ved skaftet, og bruddets makroskopiske udseende er vist i figur 1. Boltebruddet er vinkelret på aksen, og hele bruddet kan makroskopisk opdeles i tre områder: brudkildeområdet, strålingsområdet og forskydningslæbeområdet. Forkastningskildeområdet er placeret i midten af ​​bruddet, og området er lille; strålingsområdet er et område med hurtig sprødbrud, der viser tydelige radiale striber, og de radiale striber konvergerer mod midten af ​​bruddet, som er kilden til forkastningen, og strålingsområdet er større. Det tegner sig for 70% til 80% af bruddets samlede areal; forskydningslæbeområdet er placeret på bruddets perifere kant, som er den endelige brudzone, og er omkring 45° i forhold til brudoverfladen. Disse karakteristika indikerer, at boltbruddet er et typisk blandet brud under trækbelastning, med sprødbrud som det primære.

2. Analyse af kemisk sammensætning

Boltenes kemiske sammensætning blev analyseret ved hjælp af et Labspark750 gnistspektrometer, og resultaterne er vist i tabel 1. Af tabel 1 kan det ses, at boltenes kemiske sammensætning opfylder de tekniske krav i aftalen for B7-stål.

3. Brudanalyse

Ved hjælp af Japan JSM-6480 scanningselektronmikroskop og Oxford INCA-350 energispektrometer observeres mikromorfologien og mikroarealsammensætningen af ​​boltbruddet. Bruddet er en unormal intergranulær eller intergranulær + lokal transgranulær spaltningsbrud. Størrelsen af ​​dette område er 400-550 μm. Morfologien af ​​det intergranulære brud i brudkildeområdet er vist i figur 2.3, den lokale sprøde transgranulære spaltningsbrudmorfologi i brudkildeområdet er vist i figur 4, og kvasikløvningsbrudkarakteristikaene er vist i figur 5. Brudområdet i strålingszonen er relativt stort og tegner sig for 70% til 80% af hele bruddet, og dets mikroskopiske karakteristika er typiske sprøde spaltningsbrud. Omkring bruddet er forskydningslæbeområdet for det sidste brud, som er mikroskopisk karakteriseret af et stort antal rivehuller (fig. 6).

4. Metallografisk inspektion

(1) Ikke-metalliske indeslutninger Efter slibning og polering af bruddet laves en metallografisk prøve, som observeres under et optisk mikroskop, og de ikke-metalliske indeslutninger i stålet graderes i henhold til GB/T10561-2005 standardklassificeringsskemaet. De ikke-metalliske indeslutninger i det brækkede boltstål er vist i figur 7. Der er ingen signifikant forskel mellem overfladelaget og de ikke-metalliske indeslutninger i kernen i det brækkede boltstål. Graden af ​​D-type ringoxidindeslutninger er omkring grov D2-D2.5.

(2) Metallografisk struktur af boltens overflade og kerne Efter ætsning med en 3% salpetersyrealkoholopløsning blev den metallografiske struktur af de brækkede bolte observeret og analyseret med et optisk mikroskop og et scanningselektronmikroskop. Efter ætsning af tværsnitsprøven af ​​boltskaftet observeres den metallografiske struktur af boltens overfladelag under et optisk mikroskop, som vist i figur 8, som er en fin og ensartet hærdet sorbitstruktur. Omkring 15 mm fra overfladen er der flere punktlignende og småblokformede ferritstrukturer i det lokale område, og der er mørkesorte strukturer fordelt langs træets struktur med spor af ufuldstændig hærdning, og det lysegrå område er lille og ensartet. Den hærdede sorbitstruktur bevarer stadig de morfologiske egenskaber ved nåleformet martensit.

Boltkernens metallografiske struktur er vist i figur 9. Fra figur 9 kan det ses, at boltkernens metallografiske struktur er ujævn, og der er mange punktlignende og småblok-ferritter, og der er strimler eller nåle. Weis organisatoriske egenskaber. Under scanningselektronmikroskopet er boltens overflades metallografiske struktur en normal og ensartet hærdet sorbitstruktur med nålelignende egenskaber (figur 10). Den lille ferrit i midten af ​​bolten er sort (hvid under det metallografiske mikroskop), og den metallografiske struktur er også for det meste lægtelignende, og nålelignende træk kan ses lokalt (figur 11).

5. Hårdhedstest

HR-150A Rockwell-hårdhedsmåleren blev brugt til at udføre hårdhedstest på tværsnittet af boltbruddet, og resultaterne af hårdhedstesten fra overfladen til kernen af ​​boltene er vist i tabel 2. Det fremgår af tabel 2, at overfladehårdheden er 35,1-38,3 HRC, og kernens hårdhed er 35,4-37,7 HRC.

6. Analyse og diskussion

Brudanalyse af den brækkede bolt viser, at brudkilden er placeret i midten af ​​bolten, og brudkilden er intergranulær eller intergranulær + lokal transgranulær spaltningsbrud. Størrelsen af ​​brudkildeområdet er 400-550 μm, og fordybninger er næsten ikke synlige. Unormalt brud. Bruddets radiale område er relativt stort og tegner sig for 70% til 80% af hele bruddet, med tydelige radiale riller, hvilket er det område, hvor revnerne ekspanderer hurtigt, og det er et typisk sprødt spaltningsbrud.

Når bolten monteres, opstår der under påvirkning af trækbelastning sprødbrud forårsaget af den hurtige udvidelse af revnen, som skyldes sprødbrud i kernedelen langs fibrene. Højstyrkeboltene er blevet afkølet og anløbet, og deres styrke og sejhed er godt afstemt. Der er en forskydningskant i boltens endelige brudzone, men den intergranulære brud i midten indikerer, at fibrenes grænsestyrke er lav på grund af organisatoriske defekter.

Den metallografiske strukturanalyse af boltbruddet viser, at: den metallografiske overfladestruktur er ensartet hærdet sorbit, og strukturen er ujævn fra ca. 12 til 15 mm fra overfladen. Der er en lille mængde punktformet, lille blok ferrit og mørkesort struktur langs fibrene (med karakteristika for ufuldstændig hærdning). Håndtering af utilstrækkelig opvarmning. Når boltene bratkøles og opvarmes i netbåndsovnen, er opvarmningen af ​​boltene utilstrækkelig på grund af den store ovnbelastning og netbåndets hurtige bevægelseshastighed, og austeniseringen af ​​kernen er utilstrækkelig og ujævn, hvilket resulterer i ufuldstændig hærdning af boltene. Metallografisk analyse viser, at punktformede og små blok ferritstrukturer forekommer 12-15 mm fra overfladen, hvilket indikerer, at boltens kerne ikke er fuldstændig hærdet. Højtemperaturhærdning vil dække over sandheden om ufuldstændig bratkøling. Den empiriske metode bør måle hårdheden af ​​boltens kerne i bratkølet tilstand. 5. I tilfælde af utilstrækkelig bratkøling og opvarmning kan overfladehårdheden af ​​højstyrkebolte nå de tekniske krav på 36-38 HRC og opfylde styrkekravene i klasse 10.9 i GB/T 3098.1-2010 "Mekaniske egenskaber ved fastgørelseselementer - bolte, skruer og stifter". Når mængden af ​​ikke-martensit i boltstrukturen er stor, vil boltens styrke og sejhed blive reduceret, men det vil ikke forårsage unormal intergranulær brud i boltkernens brudkildeområde.

Konklusioner og anbefalinger. Det tidlige brud på boltens skaft opstod under boltens installationsproces, hvilket er et unormalt sprødt brud. Det intergranulære brud og kløvningsbruddet i brudkildeområdet skyldes hovedsageligt strukturelle defekter i boltens varmvalsede råmateriale. Der er en lille mængde små ferritpartikler i midten af ​​bolten, og den intergranulære fordeling er mørkesort, hvilket indikerer, at bolten ikke opvarmes tilstrækkeligt under varmebehandlingen, men det er ikke hovedårsagen til boltens sprøde brud. 2. Årsagerne til den utilstrækkelige bratkøling og opvarmning af boltene kan være relateret til faktorer som overdreven opladningskapacitet i netbåndsovnen, netbåndets hurtige bevægelseshastighed og ujævn opladning af boltene. Det anbefales, at der under varmebehandlingen af ​​hvert parti bolte inspiceres en bratkølingsbolt tilfældigt i hvert skift, og at der tages en tværsnitsprøve af stangen, og at hårdhedsændringen fra overfladen til kernen måles med intervaller på 3 til 4 mm. Samtidig bør hærdningssituationen analyseres med metallografisk inspektion for at sikre, at kernestrukturen af ​​højstyrkebolte når omkring 90% martensit. 3. Den fysiske metallurgiske kvalitet af bolt B7-stål er gennemsnitlig, og der er ikke fundet alvorlige defekter såsom ikke-metalliske indeslutninger. Styrk den indgående inspektion af den varmvalsede råmaterialestruktur af bolt B7-stål, og analyser dens båndstruktur og defekte struktur forårsaget af dårlig termisk bearbejdning. Gennem procestesten skal den rimelige varmebehandlingsproces bestemmes.