螺栓生产过程中出现断裂的原因有哪些

如题所述

在紧固件制造中正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确,可能造成性能达不到要求,使用寿命缩短,甚至发生意外或加工困难,制造成本高等。下面就简单介绍下螺栓生产过程中出现断裂的原因有哪些:
一、材质缺陷
影响偏析的因素中(铁矿石元素、炼钢方法、钢锭大小、冶炼技术等),主因是炼钢方法和冶炼技术,偏析大将会引起热脆、冷脆、裂缝、疲劳等一系列问题。当钢材中碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时,将会严重降低其塑性和韧性,脆性则相应增大。
(1)钢中碳元素含量增高会使钢的脆性转变温度升高,随着含碳量的增加,钢的最大恰贝冲击值显著降低。
(2)磷对钢脆性转变温度影响随磷含量增加,钢脆性转变温度升高,硫与磷的存在对钢的断裂韧性起有害作用,硫危害性更大。
(3)钢中锰元素的存在对改善其脆性性能有一定帮助,随锰与碳之比值提高,碳、磷有害作用下降,钢的脆性转变温度显著降低。
二、应力集中
当钢材在某一局部出现应力集中,则出现了同号的二维或三维应力场使材料不易进入塑性状态,从而导致脆性破坏。应力集中越严重,钢材的塑性降低愈多,同时脆性断裂的危险性也愈大。钢结构或构件的应力集中主要与构造细节有关。
三、加工环境
当螺栓受到较大的动载作用或者处于较低的环境温度下工作时,螺栓脆性破坏的可能性增大。
(1)当温度升高时,钢材的强度及弹性模量均有变化,一般是强度降低,塑性增大。随着温度的不断升高,而塑性和冲击韧性下降出现所谓的“蓝脆现象”,此时进行热加工钢材易发生裂纹,钢结构几乎完全丧失承载力。
(2)当温度降低,钢材强度略有提高,而塑性韧性降低,脆性增大。尤其当温度下降到某一温度区间时,钢材的冲击韧性值急剧下降,出现低温脆断。通常又把钢结构在低温下的脆性破坏称为“低温冷脆现象”,产生的裂纹称为“冷裂纹”。
四、加载速率的影响
大量实验表明,高的加载速率会使材料出现脆断的危险增加,一般认为其影响与降低温度相当。随着变形速率的增大,材料的屈服强度将会增加,其原因是材料来不及进行塑性变形和滑移,因而位错摆脱束缚进行滑移所需的热激活时间减少,使脆性转变温度提高,所以易于产生脆断。当试件上有缺口时,应变速率的影响更为显著。脆性裂纹一经产生,裂纹尖端就会有很严重的应力集中,这一急骤增加的应力,相当于一个加载速率很高的荷载,使裂纹迅速失稳扩展,最后使整个结构发生脆性破坏。
五、冷镦成型油的使用
使用菜籽油、机械油、再生油等非专用油品也会发生工件断裂的问题,主要原因是非专用油品其不含有冷镦工艺所需要的添加剂成分,性能不能满足工艺要求。在加工过程中油膜瞬间破裂,冲棒与工件直接接触,因作用力的释放导致工件发生脆性断裂。
综合上述原因:材质缺陷,应力集中,加工环境,加载速率及工艺原料是影响脆性断裂的主要因素,其中应力集中的影响尤为重要。在此值得一提的是,应力集中一般不影响钢结构的静力极限承载力,在设计时通常不考虑其影响。但在动载作用下,严重的应力集中加上材质缺陷,残余应力,冷却硬化,低温环境等往往是导致脆性断裂的根本原因。
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第1个回答  2018-05-08
第一、螺栓的质量
第二、螺栓的预紧力矩
第三、螺栓的强度
第四、螺栓的疲劳强度本回答被网友采纳
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