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(泛亚汽车技术中心有限公司, 上海 201201)

发动机连杆螺栓断裂原因分析

袁峰,靳宝宏,门菲

(泛亚汽车技术中心有限公司, 上海 201201)

某汽车发动机连杆螺栓在发动机台架耐久试验中发生断裂。通过宏观检验、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、能谱分析等方法，对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明：该连杆螺栓断裂模式为多源疲劳断裂；裂纹内部存在大量的磷和锌元素，说明在搓丝工序时螺栓已经产生了微小裂纹；在后期的磷化处理中，磷化液渗入微小裂纹中；台架耐久试验过程中裂纹逐步疲劳扩展并导致螺栓断裂。

发动机；连杆；螺栓；断裂；磷化；多源疲劳

众所周知，对于汽车发动机来说，连杆螺栓与缸盖螺栓、曲轴皮带轮螺栓、飞轮螺栓和曲轴轴承盖螺栓并称为5大关键螺栓。这些螺栓的强度基本上都超过10.9级，材料牌号为合金冷镦钢，需调质处理。为了保证一定的夹紧力，生产装配时基本都采用扭矩加转角拧紧法，连杆螺栓作为发动机关键螺栓，会拧紧至屈服状态。而连杆螺栓在发动机的运行中要承受活塞连杆往复运动惯性力和连杆旋转离心力的交变载荷作用，而且在气缸的压缩和爆发行程中，还要受到每分钟上千次交变应力的冲击[1]，断裂模式通常为疲劳断裂。

某发动机连杆螺栓采用的材料为企业内部标准牌号，大致相当于SCM435冷墩合金钢，铬和钼含量较高，淬透性好，调质后具备良好的综合力学性能，满足10.9级螺栓的要求，表面处理方式为锌系磷化。……