韩克甲, 赵晓辉, 李洪伟

(淄博市新材料研究所, 淄博 255040)

35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析

韩克甲, 赵晓辉, 李洪伟

(淄博市新材料研究所, 淄博 255040)

某风电厂铁塔用紧固高强螺栓在使用一个月后于螺纹处出现多根断裂现象。通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：失效高强螺栓螺纹处表面全脱碳层深度超标，且脱碳层深度极不均匀，在全脱碳层最大深度处容易产生应力集中，并造成螺栓表面部分区域的强度和抗疲劳性能下降，无法承受设计载荷，从而导致高强螺栓在此处出现应力裂纹并最终发生疲劳断裂失效。

高强螺栓；脱碳；应力裂纹；疲劳断裂

某风电厂采购一批铁塔用紧固高强螺栓，螺栓规格为M24 mm×120 mm。该批螺栓在安装使用一个月后出现多根螺栓断裂现象，断裂位置在螺栓与螺母咬合处的螺纹根部。该批螺栓材料为35CrMo钢，生产工序为：原材料→冷拔→冷锻成型→加工螺纹→870 ℃油淬→清洗→470～485 ℃回火→表面镀锌处理等。笔者通过对失效螺栓进行宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相分析等理化性能试验，对其断裂原因进行了分析,并提出了改进建议。

1 理化检验

图1 断裂螺栓宏观形貌Fig.1 Macro morphology of the fractured bolt

1.1 宏观检验

失效高强螺栓自螺纹根部断裂，如图1所示。断口外缘可见明显的点状疲劳源，由疲劳源向内发展的疲劳扩展区可见逐次粗大的“年轮”状条纹区，裂纹源对面是脆性断裂的瞬断区，可见断口呈典型的疲劳断裂特征[1]，如图2所示。……