肖友强, 高安科, 陈炜锋

(上海特强汽车紧固件有限公司, 上海 201419)

汽车零部件的失效分析一直是汽车质量的重要研究课题之一，用于汽车上的螺栓在提高强度减小质量的同时，其安全性和可靠性愈加受到重视。近年来，汽车用螺栓失效案例时有发生，其中最严重的失效模式是断裂。螺栓作为连接副的重要受力载体，出现断裂轻则结构失效，重则造成严重安全事故。

在螺栓断裂模式中，常见有过载、氢脆和疲劳断裂3种，其中疲劳断裂最为常见[1-2]。螺栓过载断裂是指螺栓服役载荷超过螺栓能承受的最大载荷而发生断裂现象，过载的原因多样，螺栓表面受到污染导致扭矩效率升高及过高服役外力会加大夹紧力等均可能过载[3-4]。螺栓氢脆断裂，尤其对于高强度电镀和磷化处理螺栓，氢浸入钢基体后造成材料塑性降低，使得螺栓性能急剧下降[5]。与螺栓氢脆断裂类似，螺栓在疲劳断裂前也没有明显的征兆，而且在宏观和检查过程中很难发现失效的原因。螺栓因螺纹部分而具有不同于标准圆柱体的特殊结构，其断口形貌往往与理论模型相差甚远，因此笔者对螺栓不同类型的断口进行分析，希望能给螺栓的设计者及后期质量工作者的工作提供有意义的参考。

笔者对SCM435钢制备的10.9级高强度螺栓进行不同断裂类型的试验。试验螺栓规格为M10 mm×78 mm(P=1.25)的六角法兰面螺栓，表面电镀锌。采用金属拉伸试验机、拧紧机和疲劳试验机对螺栓进行不同类型的断裂试验，并结合宏观和微观断口形貌表征，研究螺栓不同断裂类型断口的形成机理。……