臧啟山，屈伸，付長明 ,蘇會和

中國科學院金屬研究所失效分析中心

　　摘要：某單位一批用于重要部件的M80螺栓，在進行例行抽樣強度檢查時，一枚試件在試驗機施加預緊力200噸并保持該力48小時后斷裂。該螺栓為4340鋼制成，其材料的屈服強度為1540 MPa,抗拉強度為1860 MPa,延伸率為10.5 %.據介紹該批螺栓均是在熱處理完后車出螺紋的。為明確該螺栓的斷裂原因，該單位委托中國科學院金屬研究所失效分析中心進行斷裂原因分析。

　　分析人員對失效件的宏觀檢查時發現，裂紋是從螺栓上一個螺紋的根部（裂紋源）起始，橫向沿螺旋線所在面擴展至對面的螺紋根部斷開。螺栓斷面平齊，斷口附近無明顯宏觀塑性變形，斷口面的周邊幾乎看不到剪切唇；斷面略顯粗糙呈亮灰色。整個斷口為典型的單裂紋源脆性斷裂形貌。隨后，分析人員對開裂源區用SEM與EDS重點微觀檢查發現，高倍下斷口呈沿晶斷裂形貌，在多個冰糖塊狀晶粒的小平面上，可以看到雞爪狀的花樣；在沿晶界撕裂的白色奧氏體中，可以看到不少韌窩；源區附近二次裂紋很多，有的晶界已經完全開裂，說明晶界已經完全弱化，呈現典型的氫脆斷裂的特征。

　　分析人員同時結合試件的材質檢驗、金相檢驗和氫含量檢測與分析，最后認定失效螺栓的破壞是氫脆引起的延遲斷裂。淬火后低溫回火的超高強度4340鋼具有特別敏感的氫脆斷裂傾向。

　　聯系方式

　　臧啟山：qszang@imr.ac.cn

責任編輯：趙澤南

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