高強度螺栓斷裂的原因及防治

高強度螺栓斷裂的原因及防治

高強度螺栓常見的失效形式為螺栓松動脫落，掉頭斷裂脫扣等幾種情況，分析原因，主要歸納為以下幾個方面：
1、應力因素及疲勞： 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力，有時是一、兩種應力組合，有時是幾種應力都存在，當幾種應力都施加在螺栓上，尤其是超負載的情況下，高強度螺栓很容易產生斷裂。長時間在各種負載條件下，由于各種應力交叉作用，產生了疲勞，疲勞損壞zui常見的部位是在齒根園、螺紋、及螺桿與螺紋聯結處，交叉應力產生了疲勞損壞，這種損壞要占到總失效的80%左右，要選用合適的材料，選用較大規格、增加強度來增強緊固件抗應力的能力。
2、腐蝕 腐蝕是螺栓斷裂有一個主要原因，腐蝕有普通腐蝕、化學腐蝕、電解腐蝕和應力腐蝕等多種。值得一提的是電解腐蝕，這種腐蝕一般人不太了解，當不同材料組成連接副，在與工件緊固時，由于每種材料的電解電位不同，會產生電子流動，形成“微電池”，在濕潤的環境下，電解腐蝕很嚴重。嚴重電解腐蝕的重要環境是潮濕，要采取防護措施，首先要盡量隔絕空氣，保持包裝物的干燥，防止腐蝕的產生。
3、氫脆 氫脆的產生對高強度螺栓來說是致命的缺陷，一旦遇到外力，很容易發生斷裂。氫脆的產生原因主要有兩種，一種是內部的，由材料冶煉所產生的，這種情況很少發生。第二類是外部的，在酸洗、電鍍時游離狀態的氫原子產生后，會嵌入基體并擴散到內部，破壞原來的平衡狀態，產生晶格畸變，在外力的作用下產生斷裂。有效的解決方式是采用去氫退火。
4、設計及工藝 在設計中忽略了齒根園或是在滾絲時，牙尖尖銳；在螺絲熱軋成型時產生褶皺、凹坑。這些尖角、凹槽的產生是產生裂紋的源泉，在設計制造中要重視這一問題，避免潛在裂紋的產生。高強度螺栓在調質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生。

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

總之高強度螺栓聯結副的斷裂涉及面廣，要認真分析，尤其是要保留斷裂的試樣，保持其原始狀態，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，針對性的采取相應措施，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有效地防止螺栓松動脫落或螺栓松動斷裂。