臧启山，屈伸，付长明 ,苏会和

中国科学院金属研究所失效分析中心

　　摘要：某单位一批用于重要部件的M80螺栓，在进行例行抽样强度检查时，一枚试件在试验机施加预紧力200吨并保持该力48小时后断裂。该螺栓为4340钢制成，其材料的屈服强度为1540 MPa,抗拉强度为1860 MPa,延伸率为10.5 %.据介绍该批螺栓均是在热处理完后车出螺纹的。为明确该螺栓的断裂原因，该单位委托中国科学院金属研究所失效分析中心进行断裂原因分析。

　　分析人员对失效件的宏观检查时发现，裂纹是从螺栓上一个螺纹的根部（裂纹源）起始，横向沿螺旋线所在面扩展至对面的螺纹根部断开。螺栓断面平齐，断口附近无明显宏观塑性变形，断口面的周边几乎看不到剪切唇；断面略显粗糙呈亮灰色。整个断口为典型的单裂纹源脆性断裂形貌。随后，分析人员对开裂源区用SEM与EDS重点微观检查发现，高倍下断口呈沿晶断裂形貌，在多个冰糖块状晶粒的小平面上，可以看到鸡爪状的花样；在沿晶界撕裂的白色奥氏体中，可以看到不少韧窝；源区附近二次裂纹很多，有的晶界已经完全开裂，说明晶界已经完全弱化，呈现典型的氢脆断裂的特征。

　　分析人员同时结合试件的材质检验、金相检验和氢含量检测与分析，最后认定失效螺栓的破坏是氢脆引起的延迟断裂。淬火后低温回火的超高强度4340钢具有特别敏感的氢脆断裂倾向。

　　联系方式

　　臧启山：qszang@imr.ac.cn

责任编辑：赵泽南

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