紧固件失效预防技术措施分析

紧固件失效预防技术措施分析

程梦羽

江苏中成紧固技术发展股份有限公司 江苏盐城 224400

摘要：文章主要是分析了紧固件失效原因，在此基础上提出了可行性的解决方案和预防措施，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：紧固件；失效；预防

1、前言

当前我国科学技术的不断发展，同时也推动了工业行业的发展进程。机械产品配置中的各个零件主要是依靠紧固件进行连接，为此紧固件的性能和连接效果都会直接影响到产品的性能和安全，为此文章对如何有效提升紧固件的质量展开了研究和探讨。

2、紧固件失效原因分析

2.1、淬火裂纹

淬火裂纹是指在淬火过程中或淬火后放置在室温状态下产生的裂缝，后者称为时效裂纹。在淬火过程中，当通过淬火产生的应力大于材料本身的强度极限时，将产生裂纹。淬火裂纹通常在马氏体转变后不久发生，并且裂纹的分布没有某些规则，但在工件的表面易于形成，并且在马氏体转换区中形成横截面突变。由冷却太快引起的淬火裂缝通常是晶体分布，并且裂缝是直的，并且在其的周围没有小裂缝。高温淬火裂纹沿着晶体颗粒，裂纹尖端是尖锐的，具有过热特性，显示结构钢。在工具上可以观察到厚的针状火星，并且可以观察到共晶或共角碳化钢。然后，在淬火后具有脱碳表面的高碳钢工件更可能形成网状裂缝，这是由于在淬火和冷却过程中表面解码层的体积膨胀，并且根据芯的体积，表面材料延伸的小尺寸。

2.2、扭矩超限

扭矩报警通常发生在螺栓连接部件通过一个角度的过程中方法。之后装配时，部件的最终扭矩高于或低于扭矩上限控制。控制由于固定的控制范围太小，组件装配扭矩的控制范围是合理的，控制范围移动或偏离，扭矩达到上限报警，未预紧到设定值角度原因是组件本身的优势越大，组件的优势越大，组件干扰测量组件，装配扭矩的急剧增加是由于零件本身的混合系数或局部摩擦的混合系数引起的系数拧紧时扭矩大于初始扭矩。

2.3、氢脆

紧固件容易发生氢脆，这是紧固件骨折的主要原因。氢脆化是氢原子进入和扩散到整个材料基质中的现象。当氢原子进入材料基质时，材料基质产生晶格变形，这会破坏原始平衡状态，易于破裂。当外力作用在螺钉上时，氢原子迁移到高应力浓度区域，导致晶界边缘之间的非常大的应力，这导致紧固件颗粒的裂缝。当紧固件在安装前在临界状态下含氢时，氢原子将迁移到高应力浓度面积，骨折在24小时内发生裂缝，并且不可能预测氢气进入紧固件时。

3、预防紧固件失效通用措施

通过对紧固件常见失效模式和失效原因的分析，提出了防止紧固件失效的主要措施是结构设计、原材料质量、制造质量、检验和使用。措施：合理的结构设计；检查原材料的表面和内部缺陷；防止镦粗缺陷；按热处理工艺操作，防止热处理缺陷；防止氢脆；保证螺栓晶粒度检验的准确性；关键和重要紧固件的检查和试验；防止疲劳断裂和装配扭矩。

4、预防紧固件过载断裂失效措施

4.1、紧固件过载断裂

影响韧性过载骨折的主要因素是材料本身的电阻和外力。失效原因是材料强度不足，实际负载超过设计要求，异常的外力，意外的材料或加工缺陷导致紧固件承载力等下降等。只有设计结构是合理的，并且在负载条件下紧固件的应力分布也是合理的合理的，才可以避免因局部应力引起的过载断裂;结果表明，材料选择的紧固件是合理的，力量足够;原材料的质量得到改善，以防止材料缺陷;冷热加工质量得到改善，以改善紧固件的表面完整性，以防止加工缺陷;防止过量的组装应力，并且在组装过程中使用力固定扳手;紧固件的过载压力严格控制。

4.2、预防紧固件脆性过载断裂失效

脆性过载骨折包括裂解骨折，准切割骨折和晶间断裂失效模式。导致金属裂解或准切割骨折的因素是相似的，如低温环境，高速负载，三维应力，材料结构状态等;避免高速载荷，如高冲击;避免紧固件的严重浓度的表面应力;滚动表面形成表面压力应力，减少缺口效果，精炼材料颗粒和改善材料纯度，它导致晶体沿金属断裂的因素很多，如晶体中的脆性沉淀或杂质元素、碱化、高温引起的高温、部分部位的三个外压、纯度的提高、杂质元素沿晶体溶液的析出减少等.

5、预防紧固件氢脆和应力腐蚀导致失效措施

影响紧固件氢脆骨折的因素包括氢含量，强度，应力状态，材料结构状态，局部应力浓度，残余应力分布等措施：紧固件的氢气脆化骨折的影响因素包括氢含量，强度，应力状态，应力状态，材料组织状态，局部应力集中，残余应力分布等原则上，氢气引起的蒸汽鼓中金属的氢含量受到限制，具体措施应根据不同的原因不同;防止白斑发生;防止氢腐蚀;防止含氢环境中的氢腐蚀氢吸收和脆化;预防氢气诱导延迟裂缝，紧固件应激腐蚀开裂的主要因素是环境因素，机械因素和冶金因素.

6、预防紧固件疲劳失效措施

紧固件的疲劳断裂是最常见的介质失效模式，它影响到紧固件的结构形状、表面状态、应力状态、材料状态、装配效果、使用环境等因素。合理的材料，强度、塑性、韧性的最佳组合，可以提高材料的纯度，细化材料的晶粒；注意设计，尽量减少和改善薄弱环节，特别是强度的降低，减少零件上的应力集中。表面强化是提高零件疲劳强度的主要原因。正是在部件的表面上建立压缩残余应力层，以提高部件的疲劳性能。

7、结束语

由上可知，紧固件失效的原因有猝火裂纹、氢脆等的因素，为此有关人员应当对容易导致其失效的原因进行分析，提出针对性的解决措施，才能够有效确保到其的安全运行，提升紧固件的质量。

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