高强度螺栓断裂的原因及防治

高强度螺栓断裂的原因及防治

高强度螺栓常见的失效形式为螺栓松动脱落，掉头断裂脱扣等几种情况，分析原因，主要归纳为以下几个方面：
1、应力因素及疲劳： 通常紧固件受到剪切、拉伸、弯曲、压缩等等四种不同方式的应力，有时是一、两种应力组合，有时是几种应力都存在，当几种应力都施加在螺栓上，尤其是超负载的情况下，高强度螺栓很容易产生断裂。长时间在各种负载条件下，由于各种应力交叉作用，产生了疲劳，疲劳损坏zui常见的部位是在齿根园、螺纹、及螺杆与螺纹联结处，交叉应力产生了疲劳损坏，这种损坏要占到总失效的80%左右，要选用合适的材料，选用较大规格、增加强度来增强紧固件抗应力的能力。
2、腐蚀 腐蚀是螺栓断裂有一个主要原因，腐蚀有普通腐蚀、化学腐蚀、电解腐蚀和应力腐蚀等多种。值得一提的是电解腐蚀，这种腐蚀一般人不太了解，当不同材料组成连接副，在与工件紧固时，由于每种材料的电解电位不同，会产生电子流动，形成“微电池”，在湿润的环境下，电解腐蚀很严重。严重电解腐蚀的重要环境是潮湿，要采取防护措施，首先要尽量隔绝空气，保持包装物的干燥，防止腐蚀的产生。
3、氢脆 氢脆的产生对高强度螺栓来说是致命的缺陷，一旦遇到外力，很容易发生断裂。氢脆的产生原因主要有两种，一种是内部的，由材料冶炼所产生的，这种情况很少发生。第二类是外部的，在酸洗、电镀时游离状态的氢原子产生后，会嵌入基体并扩散到内部，破坏原来的平衡状态，产生晶格畸变，在外力的作用下产生断裂。有效的解决方式是采用去氢退火。
4、设计及工艺 在设计中忽略了齿根园或是在滚丝时，牙尖尖锐；在螺丝热轧成型时产生褶皱、凹坑。这些尖角、凹槽的产生是产生裂纹的源泉，在设计制造中要重视这一问题，避免潜在裂纹的产生。高强度螺栓在调质的过程要遇到第二类回火脆性，要尽可能避免这类回火脆性的产生。

5、安装及连接 安装扭矩要在规定范围内，扭矩太小，造成预紧力过小，在振动或工作状态下锁紧力不足容易产生松动，但是扭矩过大甚至超过规定值，螺纹在超负载的条件下服役，当各种应力组合施加时，很容易产生拉丝、脱扣造成失效。因此要按规定的扭矩进行安装。尤其要了解各种材料、各种表面处理的扭矩系数，采用正确的扭矩值防止连接副失效。 安装联结副时表面的粗糙度及垂直度也会影响联结副的使用，表面粗糙安装时要克服摩擦损失一部分扭力，拧紧力相应减少。垂直度不好，拧紧时由点接触变成面接触的过程中，扭矩损失了一部分，同时拧紧时，螺栓头部横向应力增大，容易产生头部断裂。
6、材料及热处理 要根据强度要求不同选择不同的材料，强度越高，合金元素含量要相应增加，如果采用普通碳钢，没有Cr、Mo、V等元素，基体强度差，在多重应力作用下容易产生疲劳和断裂。 热处理也是很重要的因素，高强度螺栓调质过程中的回火，在高温回火区域，容易产生硫、磷等杂质元素，杂质元素在晶界上偏聚，产生脆性断裂，尤其是当硬度在HRC35度以上，脆性倾向更加严重。

总之高强度螺栓联结副的断裂涉及面广，要认真分析，尤其是要保留断裂的试样，保持其原始状态，了解材料、硬度、使用安装等一系列情况后才能做出正确的判断，针对性的采取相应措施，可以使用科锐特新材料科技（洛阳）有限公司的螺栓防松处理技术有效地防止螺栓松动脱落或螺栓松动断裂。