苏乐

西安重装蒲白煤矿机械有限公司 陕西蒲城 715517

1 序言

高强螺柱是紧固采煤机连接架及摇臂耳座的零件，承受较大的拉应力；螺柱材料牌号为40CrNiMoA，规格为M64×823mm。在采煤机摇臂安装过程中，严格按照安装工艺对高强螺柱进行扭矩扳手打压时，第七根高强螺柱突然发生断裂，为了分析断裂原因，避免再次断裂，笔者对断裂螺柱进行了理化分析。

2 理化检测

2.1 宏观检测

对断裂螺柱进行宏观断口分析，断口平齐并与轴向垂直，断裂位置位于中段非螺纹处，螺栓外圆表面粗糙度值为6.3μm，符合图样要求，如图1所示。其周围没有明显的宏观塑性变形，如图2所示。

图1 螺柱断裂部分宏观形貌

图2 螺柱断口宏观形貌

从断口颜色上看，共分为两部分，即约90%银灰色区域和10%的黑褐色区域。其中银灰色区域具有明显的金属光泽，其上可见明显的放射状条纹和撕裂棱，二者的存在表明该处断裂是迅速进行的，即最终断裂区。黑褐色区域为放射状条纹和撕裂棱的汇聚区域，径向深约10mm，该区域为裂源区，且位于外圆表面处，对断裂源区进行放大观察，可见细小的放射状条纹和凹陷台阶，并呈一定的方向性。以上检测结果表明，螺柱的断裂符合宏观脆性断裂特征[1]。

2.2 成分化验

在某矿返回已断裂螺柱上取样化验，结果见表1，据G B/T 3077—2015判定螺柱材质为40CrNiMoA，符合技术要求。

表1 螺柱化学成分化验结果（质量分数） （%）

2.3 力学性能

依据GB/T 2975—2018及GB/T 3098.1—2010对矿返已断裂螺柱切取两根纵向拉伸试样，按照GB/T 228.1—2010、GB/T 229—2007检测，结果见表2。……