紧固件应力值过大的产品失效分析

（1）40Cr六角头螺栓扭断断裂

40Cr六角头螺栓在装配应力作用下螺纹处发生塑性变形，有颈缩现象，断面呈灰暗色纤维状，与应力方向一致，终断面粗糙，断口为典型扭断断口，见图7-49 和图7-50 。

图7-49 螺栓断裂位置 图7-50 螺栓扭断断口

（2）35CrMo钢六角头螺栓扭转断裂

35CrMo钢六角头螺栓在过大的装配扭转力作用下，螺纹处发生塑性变形，纤维状区域沿扭转变形方向发生变形，瞬断区在断口中心，瞬断区粗糙。整个断口为典型的扭断断口，见图7-51。

图7-51 螺栓扭断断口形貌

（3） AISI 1022A盘头螺钉装配扭断断裂

AISI 1022A盘头螺钉在装配时头部与杆部的结合R处断裂，断口呈扭断断裂形貌。由于安装应力过大在R处扭断，断口为扭断断裂特征，见图7-52。

图7-52 扭断断口形貌

（4）30CrMnSiA钢自锁螺母的应力裂纹

30CrMnSiA钢自锁螺母与螺栓配合装配后，在安装应力作用下螺母收口端出现裂纹，其金相试样高倍下裂纹为沿晶裂纹，宏观裂纹见图7-53。

图7-53 螺母外表面的应力裂纹形貌

（5） QBe2铜合金螺栓大应力断裂

铜合金导电柱螺栓螺纹处断裂，有塑性变形，属于纯扭转断裂。由于螺栓装配应力过大使形成裂纹源，在服役过程中断裂，见图7-54和图7-55。

图7-54 铍青铜螺栓大应力扭转断裂断口形貌 图7-55 铍青铜螺栓扭断断口形貌

（6）40Cr钢圆柱头螺钉扭转断裂

40Cr钢内六角圆柱头螺钉头杆结合处在装配应力作用下断裂，断口呈扭转塑性变形，有明显的方向性。由扭转过载引起螺钉断裂，见图7-56。

图7-56 40Cr钢内六角圆柱头螺钉扭转断口形貌

（7）35CrMo钢螺栓装配应力过大断裂

35CrMo钢螺栓装配后过程中发生断裂，断口有塑性变形，断口呈45°，该螺栓为典型的大应力塑性变形断裂，见图7-57。

图7-57 螺栓大应力塑性断裂形貌

（6）高温合金GH738自锁螺母装配应力裂纹

高温合金GH738自锁螺母与螺栓在安装力矩作用下收口端长轴处第一或第二螺牙处出现微裂纹，属于应力裂纹，见图7-58

图7-58 自锁螺母收口端的应力裂纹形貌

（7）40CrNiMoA钢开槽自锁螺母收口处大应力断裂

40CrNiMoA钢开槽自锁螺母装配时安装应力过大，螺母收口变形处发生断裂。因螺母自锁收口时直径变化在收口端根部产生较大应力，超过断裂强度就会造成根部产生裂纹而断裂，见图7-59和图7-60。

图7-59 收口端根部应力断裂断口形貌 图7-60 收口端根部应力断裂断口形貌

（9） TC4钛合金托板螺母应力裂纹

TC4钛合金托板螺母在装机铆接扩口时发现扩口端面开裂，安装时螺母端面受力最大，里圈和外圈分别受压应力和拉应力，在安装扩口时螺母端面受撑开应力最大，当安装应力过载时端面开裂，开裂的宏观形貌见，图7-61。

图7-61 螺母端面开裂形貌

来源：国检检测