10.9级螺栓断裂

qixiao9421

材质：40Cr
等级：10.9
在定扭680的时候产生塑性变形、开裂，遂使用100吨万能试验机进行拉伸试验，测得抗拉919，屈服880
断裂位置位于螺帽

热处理老马

qixiao9421 发表于 2025-6-6 18:32
老师，您说的太准了，我们今天下午复机测试了，果然是超了的！

对头，淬透性勉强合格或者截面没淬透，拉力不匹配

玛维影歌

螺栓抗拉有两个，一个是标准头型的，抗拉反应的是真实材料的抗拉强度值；另一种是头部减薄型的，比如这种，还有一些内扳拧的，这种抗拉不要求断裂在螺纹处，是允许断裂在头部的，这种不反应材料的抗拉强度值，只反应这种螺栓实际能够承受的载荷。
这个螺栓明显是头部减薄型的，所以断裂在头部是正常的，只要断裂前达到了给定的要求力值就行了。要测试材料强度，要么加工样件，要么做夹具，能夹住拉断就行。肯定比919要大得多。
要想断裂在杆部或者螺纹，就需要头下的抗剪切力值＞杆部的拉断力值。

dzkyx1314

  这种螺栓部分设计的时候有的尾部很薄，做拉伸试验尾部尺寸小，还到不了拉伸强度，尾部就掉了，如果真遇这个情况；用特殊夹具，将螺栓这边铆进基体，把基体切下来做为工装的一部分再拉伸。如果只是验证杆部性能，那就把尾部车了再拉伸。

qixiao9421

dzkyx1314 发表于 2025-6-6 14:06
这种螺栓部分设计的时候有的尾部很薄，做拉伸试验尾部尺寸小，还到不了拉伸强度，尾部就掉了，如果真遇这 ...

这是现场的图片，就是扭矩还没有到螺栓的强度，怎么会变成这样呢

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检一下硬度、金相组织和脱碳层吧

dzkyx1314

qixiao9421 发表于 2025-6-6 14:12
这是现场的图片，就是扭矩还没有到螺栓的强度，怎么会变成这样呢

   这处明显是预紧拉伸应力超出屈服强度，这里有一个关键点需要落实（摩擦系统和扭矩系数）

qixiao9421

dzkyx1314 发表于 2025-6-6 15:52
这处明显是预紧拉伸应力超出屈服强度，这里有一个关键点需要落实（摩擦系统和扭矩系数） ...

您能详细的说一下吗？为什么可以这么判断呢

qixiao9421

dzkyx1314 发表于 2025-6-6 15:52
这处明显是预紧拉伸应力超出屈服强度，这里有一个关键点需要落实（摩擦系统和扭矩系数） ...

老师，您说的太准了，我们今天下午复机测试了，果然是超了的！

qixiao9421

热处理老马 发表于 2025-6-8 11:16
对头，淬透性勉强合格或者截面没淬透，拉力不匹配

您可以帮忙看看，我昨天和今天发的这两个失效件嘛。
螺栓的这个，我们也是头一次看到螺帽被拉掉了的。

两湖两广两河山

   即便该螺栓的材料与热处理结均符合技术要求，该螺栓头部的结构决定了易产生“脱头”: 螺栓头薄（且端面有较深的标识凹坑，进一步减薄）。
   从黑色字体“2”的照片可见，拉伸试验拉脱断口为一略带锥形的环，环高度既是螺栓头部与杆身的实体结合部尺寸，如果该部位热镦头成型工艺效果不能达成理想的纤维流流变（最差状态甚至接近杆身的纵向流线），在需要较高的抗拉强度的工况情况下，该结构是难以满足可靠性要求的。

两湖两广两河山

从实物照片看，螺栓直径与手指粗细相近，估计约M16吧，40Cr钢可以淬透，调质后屈强比可以很高。
另外，螺栓头部非圆，对称削去两块“弦板”，头部的支撑面积大幅减少，也会降低抗“脱头”应力。

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先好好看看测试标准

dzkyx1314

  这个螺栓是法兰螺栓，正常产品使用的头部是铆接进法兰的，这个时候头部和齿部共同承载拉力，在这种情况就不会出现头部掉落的情况了。但是做拉伸试验的时候，因为是工装套的，工装也不可能做得铆接结构，所以才会出现掉头。
  1.这个时候验证掉情况就得用铆接结构再拉伸，验证头部会不会掉。
  2.验证拉伸性能就需要通过加工取样或者铆接再拉，验证整体性能。

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qixiao9421 发表于 2025-6-6 14:12
这是现场的图片，就是扭矩还没有到螺栓的强度，怎么会变成这样呢

左一图，脱帽断裂，剪切；左二图，螺纹延伸，拉伸。破坏部位、形式不一样。
两图，需要结构分析、金相分析对比来确定根本原因。

帝国的太子

这个材料干10.9级有效厚度最好不要超过30mm，从你测得的拉伸数据来看你的材料完全没有达到10.9级性能，热处理过程基本是失效状态。在保证强度的前提下，你的头部坚固性设计存在缺陷，此类螺栓无论怎么失效都是不允许出现头部断裂的