高强度螺栓断裂分析-扭矩过大

动车组高强度螺栓质量分析

动车组高强度螺栓质量分析摘要：高速动车组牵引、动力系统中的高强度螺栓产品是动车组中经济价值最高的标准件，对品质和可靠性的要求极高，我国生产还不能完全达到国产化，如齿轮箱与电机、齿轮箱与齿轮箱连接、轮毂与转向架之间螺栓风险等级最高，都是关系人民生命、财产安全的重要连接件。

关键词：动车组；高强度螺栓；原材料随着高速动车组动力的大容量化、大型化和功率转速的不断提高，牵引、传动的工况条件更加复杂且苛刻，纵观各类行车事故案例，动车组螺栓的断裂失效是影响高速动车组安全运行的巨大隐患，在螺栓的断裂失效模式中，涵盖了螺栓的疲劳断裂失效、塑性断裂失效和脆性断裂失效等三大类型。

分析造成螺栓断裂失效的因素主要有以下几种:①螺栓材质不良，钢材内非金属夹杂物严重，成为疲劳裂纹源;②螺栓制造工艺欠合理，造成螺栓力学性能不符合标准要求或螺栓制品具有原始裂纹，使用时扩展断裂;③设计选择的螺栓满足标准要求，但疲劳强度难以满足实际工况需求;螺栓连接设计不科学，无法达到紧固扭矩。

为此，对高速动车组高强度螺栓的性能提出了更高的要求。

1螺栓原材料质量1.1螺栓规格螺栓制造必须符合IS0898-1：2009《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》标准规范，紧固件所需材料碳素结构钢、合金结构钢符合DNEN20898-1、DINEN20898-2及IS0898-1、IS0898-2规定的钢制螺栓及螺母与螺栓连接（件）。

CRH380型动车组部分螺栓规格，见表1。

表1CRH380型动车组部分螺栓规格序号品种规格等级/头标材料表面处理1吊杆螺栓（非标）M16×14010.9/NKM42CrMo4达克罗2IS04014六角头螺栓M16×2208.8/Z36MnB4电镀黄锌3IS04014六角头螺栓M24×2508.8/SBE33B2电镀黄锌4IS04014六角头螺栓M14×10510.9/SBE30MnB4达克罗5IS04014六角头螺栓M14×10510.9/FF38B2达克罗6IS04017六角头螺栓M20×708.8/FF32CrB4电镀黄锌1.2化学成分对比采用德国OBLF公司GS1000直读光谱仪，参照标准DINEN20898-1及IS0898-1、规定，对CRH380型动车组部分螺栓用材料进行成分分析，结果见表2。

风电机组变桨轴承联接螺栓断裂分析及治理

·杨张斌1,廖晖2,胡宗邱1,赵伟2,张斯翔1(1.中国三峡建工(集团)有限公司,四川成都,610000;2.东方电气风电股份有限公司,四川德阳,618000)摘要:针对变桨轴承螺栓断裂问题,进行螺栓断裂原因分析及各项螺栓性能测试,得出扭矩系数超标是影响螺栓断裂的主要原因,提出来改进措施,对风电机组的设计及安装维护具有重要的指导意义。

关键词:风电机组,螺栓,断裂,扭矩系数中图分类号:TK83文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)03-0070-03 Fracture Analysis and Treatment of Connecting Bolt of Pitch Bearing of Wind TurbineYANG Zhangbin1,LIAO Hui2,HU Zongqiu1,ZHAO Wei2,ZHANG Sixiang1(1.China Three Gorges Construction Engineering Corporation,Chengdu Sichuan,610000;2.Dongfang Electric Wind Power Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:In view of the bolt fracture of pitch bearing,the bolt fracture reason analysis and various bolt performance tests are carried out.It is concluded that the excessive torque coefficient is the main reason affecting the bolt fracture,and the improvement measures are put forward,which has important guiding significance for the design,installation and maintenance of wind turbine. Key words:wind turbine,bolt,crack,torque coefficient基金项目:中国长江三峡集团有限公司科研项目第一作者简介:杨张斌(1983-),男,硕士研究生,高级工程师,参与三峡集团与东方风电10MW海上风电机组联合研制与示范应用项目。

铁路钢桁梁桥高强螺栓断裂原因与防治措施

总551期2020年第29期（10月中）收稿日期：2020-06-15作者简介：苏沛春（1980—），男，工程师，从事路桥施工相关工作。

铁路钢桁梁桥高强螺栓断裂原因与防治措施苏沛春（中交第四航务工程局有限公司，广东广州510000）摘要：通过对存在高强螺栓断裂问题的高速铁路钢桁梁桥现场跟踪调查，从原材料、工艺流程、外界因素、应力等方面深入分析断裂成因，在此基础上提出有针对性的防治措施，以期为同类桥梁的设计、施工提供参考。

关键词：钢桁梁桥；高强螺栓；螺栓断裂；防治中图分类号：U24文献标识码：A0引言我国大跨度钢桁梁桥建设的高速发展伴随着一定程度的病害问题，部分钢桁梁桥工程出现了高强螺栓断裂现象，给行车安全带来了一定风险。

因此分析造成高强螺栓断裂的原因并找到防治措施，对我国桥梁工程的发展具有重要意义。

1基本情况目前我国钢桁梁桥节点或拼接处较多采用摩擦型高强螺栓连接，采用概率论为基础的极限状态设计方法，依靠高强螺栓紧固，采用在被连接件间产生摩擦阻力以传递剪力而将杆件连接成整体的连接方式。

根据调研（如图1所示），钢桁梁桥螺栓断裂的位置主要出现在连接主桁架的上平横纵联节点区域。

目前国内高强螺栓只有高强度大六角头螺栓连接副（10.9s,8.8s ）和扭剪型高强度螺栓连接副（10.9s ）两种产品，从设计角度看没有区别，仅施工方法和构造上稍有差别，现阶段铁路钢桁梁桥基本采用大六角头高强螺栓连接副（10.9s ）。

高强螺栓连接副的施拧采用特殊的专用扳手，分初拧和终拧，对于大型节点分初拧、复拧、终拧三步进行拧紧。

高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用45#钢、40硼钢、20锰钛硼钢、35CrMoA 等高强度材料制造。

2钢桁梁桥螺栓断裂的原因分析2.1高强螺栓自身材质缺陷虽然高强螺栓材料中各种成分符合国家相关标准要求，但在冶炼或浇注的钢液内不可避免会混入含镁、钙等的耐火材料碎块，镁、钙和材料内部的硫、锰、铬等向晶界的偏聚，导致在局部区域出现晶界脆化，其效果相当于潜在的裂纹，将成为螺栓断裂的源头。

12.9级高强度螺栓断裂原因分析

~测试与分析-12. 9级高强度螺栓断裂原因分析焦丽1,赵英军1,张伟民2，孙晓东1，周兰梅1(1.河北华北柴油机有限责任公司，河北石家庄050081;2.陆军装备部驻北京地区军事代表局驻石家庄地区第三军事代表室，河北石家庄050081 )摘要：柴油机12.9级高强度螺栓材料为42C r M 〇钢，在紧固过程中发生断裂。

对断裂的螺栓进行了宏观检验、化学成分分析、锻造纤维流线检验和金相检验，并检查了螺栓的加工工艺，以揭示其断裂的原因。

结果表明：螺栓在镦锻过程中，头-杆结合部产生了裂纹，大大减小了螺栓的有效承载面积，在紧固力的作用下发生断裂。

检查发现，螺栓有因热处理不当而产生的脱碳，但这不是造成螺栓断裂的原因。

关键词：高强度螺栓;镦锻；断裂中图分类号:T G 157文献标志码：A文章编号：1008-丨690(2020)04-0042-04Analysis on Fracturing of 12.9 Grade High-strength BoltJIAO Li' , ZHAO Yingjun 1 , ZHANG Weimin2, SUN Xiaodong' , ZHOU Lanmei 1(1. H e b e i H u a b e i Diesel E n g i n e Co., Ltd., Shijiazhuang 050081 , H e b e i C h i n a ；2. 3th Military Representative Office in Shijiazhuang Reg io n of Military Representative B u r e a uof the A r m y A r m a m e n t D ep a r t m e n t in Beijing, Shijiazhuang 050081 , H e b e i China)Abstract ： T h e 12.9 grade high-strength bolts of diesel engine, m a d e from 42C r M o steel, fractured in the processof fastening. T h e fractured bolt w a s tested for macroscopic a p p e a r a n c e , chemical c omposition, forged fibre flow a n d microstructure, a n d its work i ng process also w a s c h e c k e d , to discover the reason w h y i t fracturing. T h e results s h o w e d that crack e m a n a t e d from head-rod joint of the bolt during upsetting. A s a result, effective load-bearing area of the bolt w a s considerably reduced, thus fracturing under the action of fastening force. It w a s revealed from the examination that the bolt exhibited decarburization du e to the fault in heat treatment but this is not the cause of the bolt fracturing.Key words ： high-strength bolt ； upsetting ； fracturing〇引言螺栓是普遍使用的紧固件，常被称为工业之米[|]。

M10高强度螺栓开裂原因分析

M10高强度螺栓开裂原因分析发布时间：2021-03-04T10:49:06.307Z 来源：《科学与技术》2020年10月29期作者：陈孝程[导读] 公司使用的M10等级为12.9的高强度螺栓，在使用过程中出现开裂。

陈孝程中石化长输油气管道检测有限公司江苏徐州 221008摘要：公司使用的M10等级为12.9的高强度螺栓，在使用过程中出现开裂。

该螺栓材料为35CrMo，调质处理后发现表面发黑，硬度要求为39~44HRC。

现对螺栓的开裂原因进行理化分析，主要目的是提高产品质量，避免此类问题再次发生。

关键词：螺栓；开裂；化学分析；力学性能；夹杂物1 理化分析1.1 断口形貌宏观分析图1为螺栓开裂位置图，从图中可以看出开裂位置位于螺栓的螺纹段。

图2为部分开裂的螺栓，从图中可以看出螺栓开裂的位置不同，但均处于螺纹段，且在螺纹根部开裂。

图3为开裂螺栓形成的断口图，从图中可以看出断口与螺栓轴线基本垂直，断口表面无明显塑性变形，属宏观脆性断裂。

断口分为两部分，其中A区域较平整，其上可以观察到放射线，根据放射线特征，可判断该断口的裂纹源为A区域的螺纹根部，裂纹源产生后裂纹想内扩展的同时，裂纹源在螺纹根部沿逆时针方向扩展，断裂面上升；裂纹源在螺纹根部沿顺时针方向扩展，断裂面下降；最后两断裂面在B区域相遇，形成凸凹不平的区域，故断口表面B区域起伏较大，为最后断裂区。

1.2 化学成分测试检测人员利用移动式直读光谱仪进行检测，首先在螺栓中心部位取样，取样过程确保样品均匀、无气孔、夹渣、开裂等现象，清除样品表面的回火色和氧化层，去除表面油污、锈蚀，样品表面应有一部分是平整的（大于8cm2），用于火花探针压紧。

利用50#有氧化铝或金刚砂砂纸进行磨平，制备符合检测要求试样，按照GB/T4336-2016《碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）》要求，进行光谱化学成分测试（光谱激发点错开裂纹等缺陷处），测试C、Si、Mn、S、P、Ni、Cr、Mo等元素，结果见表1。

高强度螺栓断裂分析-扭矩过大

测试过程与结果断口分析断口宏观形貌属纤维状断口如图1所示由纤维状分布形态可判断螺栓为扭力作用下引起的断裂
记录号：JS-AL-紧固件-023
高强度螺栓断裂分析
摘要：由 30CrMnSi 制造的高强度螺栓，经调质处理，在安装时发生断裂。分析结果表明：螺栓断裂是由于外应力过载引起的超载断裂。
中关键词：高强度螺栓；超载断裂材料种类/牌号：合金结构钢/30CrMnSi 概述国由30CrMnSi制造的高强度螺栓，经调质处理，在安装时发生断裂。测试过程与结果断口分析应断口宏观形貌属纤维状断口，如图1所示，由纤维状分布形态可判断螺栓为扭力作用下引起的断裂。
急分析网
图1 螺栓断口宏观形貌，纤维状条纹由螺纹根部区发散，条纹呈弧形弯曲，说明主要是在超载扭转应力作用下引起的断裂。
扫描电镜观察断口属韧窝型断裂，如图2所示。由于材料强度较高，断裂时速度较快，在某些部位出现准解理断裂，如图3 所示。
1
中国应急图2 螺栓断口扫描电镜形貌，略带方向性的韧窝，由于螺栓材料强度较高，
故韧窝较小。
分析网
图3 螺栓断口微观形貌以韧窝为主，局部有少量的准解理断裂，这是由于螺栓材料强度较高及断裂时外应力较高所致。这些特征均为外应力过载造成的断裂特征。
金相检验金相检验显微组织为回火索氏体，组织正常。
结论
2
分析结果表明螺栓断裂是由于外应力过载引起的超载断裂。
参考文献
[1]黄振东.钢铁金相图谱.北京：中国科技文化出版社，2005，1258-1259 页.
中资料整理人：王冬梅审核人：吴伯群
国家钢铁材料测试中心国家钢铁材料测试中心
国
应急分析网 Nhomakorabea3

紧固件螺栓断裂常见原因分析

紧固件螺栓断裂的原因有多种多样,归纳来说,一般螺栓的损坏由应力因数、疲劳、腐蚀和氢脆等原因形成。

1、应力因数超过常规应力(超应力)由剪切、拉伸、弯曲和压缩中的任一个或其组合而产生。

大多数设计人员首先考虑的是拉伸负荷、预紧力和附加实用载荷的组合。

预紧力基本是内部的和静态的,它使接合组件受压。

实用载荷是外部的,--般是施加在紧固件上的循环(往复)力。

拉伸负荷试图将接合组件抗开。

当这些负荷超过螺栓的屈服极限时,螺栓从弹性变形变为塑性区,导致螺栓永久变形,因此在外部负荷除去时不能再恢复原先的状态。

类似原因,如果螺栓上的外负荷超过其极限抗拉强度,螺栓将断裂。

螺栓拧紧是靠预紧力扭转得来的。

在安装时,过量的扭矩导致超扭矩,同时也使紧固件受到了超应力而降低了紧固件的轴向抗拉强度,即在连续扭转的螺栓与直接受张力拉伸的相同螺栓相比,屈服值比较低。

这样,螺栓有可能在不到相应标准的最小抗拉强度时就出现屈服。

扭转力矩大可以使螺栓预紧力增大.使接合松弛相应减少。

为了增加锁紧力,预紧力一般采取上限。

这样,除非屈服强度和极限抗拉强度之间差异数目很小,一般螺栓不会因扭转而出现屈服现象。

剪切负荷对螺栓纵轴方向施加一个垂直的力。

剪切应力分为单剪应力和双剪应力。

从经验数据来讲,极限单剪应力大约是极限抗拉应力的65%。

许多设计人员优选剪切负荷,因为它利用了螺栓的抗拉和抗剪强度,它主要起类似销钉的作用,使受剪切的紧固件形成相对简单的联接.缺点是剪切联接使用范围小而且剪切联接不能经常使用,因其要求更多的材料和空间。

我们]知道,材料的组成成分和精度也起一定的决定性。

但是,将抗拉应力转换成剪切负荷的材料数据往往却是得不到的。

紧固件预紧力影响剪切联接的整体性。

预紧力越低,在与螺栓接触时接合层越易滑动。

剪切负荷能力通过乘以橫平面数计算(一个剪切平面通称单剪,两个剪切平面通称双剪),这些平面应该是无螺纹螺栓的横截面。

我们不提倡设计通过螺纹的剪切,因为紧固件的剪切强度可在横截面变化时被应力集中克服。

高强螺栓连接质量问题分析与处理

相对滑移的，必须紧密接触，如果连接板之间存在空隙较大，接触面积减少，外力作用下产生的摩擦
力就小，螺栓的受力就由摩擦型转为承压型，安全
安全度要低。《钢结构设计规范》ＧＢ５００１７ — ２００３第７．２－３条规定，承压型高强度螺栓连接不应用于直接承受动力荷载的结构。正因如此，摩擦型高强螺栓的使用更广范。摩擦型高强螺栓的受力的可靠性取决于连接板摩擦系数，因此规范要求摩擦型高强
螺栓连接板之间必须紧密，摩擦系数必须Ｉ＞０．４５，
储备性能大为降低，如果设计考虑的富裕度不够，
否则连接将失效，使钢结构存在安全隐患。大六角头高强螺栓相对于扭剪型高强螺栓来
说，有费用较低的优点，但需使用扭矩扳手，需对扭
靠摩擦阻力来传递剪力，此时的承载力极限大约只有最高点的５０％，所以采用承压型高强螺栓可以充
分利用螺栓的承载能力，节约螺栓，但从另外一个方面说明承压型的高强螺栓比摩擦型高强螺栓的
１、摩擦型高强螺栓连接板接触面之间缝隙过大产生原因：端板翘曲、端板不平行、梁水平弯折过大，梁长度尺寸偏差过大，螺栓没有拧紧等。２、摩擦型高强螺栓连接板接触面之间缝隙过大的危害性：摩擦型高强螺栓端板是绝对不允许有
第２６卷２０１３年第２期（总第１０４期）
重钢机动能源

大型起重机高强度螺栓的断裂失效分析

大型起重机高强度螺栓的断裂失效分析摘要：本文通过对一台大型起重机高强度螺栓断裂失效的分析，探究其原因和解决方法。

初步分析结果表明，螺栓断裂的主要原因是材料强度不足、应力过大和使用环境恶劣等因素导致的。

针对这些问题，本文提出了一系列改进措施，包括选用高强度材料、降低应力和改善使用环境等方面。

通过实验验证和理论计算，改进后的螺栓具备更高的强度和耐用性，可以有效地提高装置的稳定性和安全性。

关键词：起重机；高强度螺栓；断裂失效；强度分析；改进措施正文：1. 背景介绍大型起重机是现代工业中不可或缺的设备之一。

在使用过程中，螺栓作为连接装置的重要组成部分，在保证装置的稳定性和安全性方面起着至关重要的作用。

然而，螺栓也是易受力集中的零部件，容易出现断裂失效的情况。

因此，对螺栓失效进行分析和解决具有重要的理论和实践意义。

2. 断裂失效分析2.1 断裂形态分析通过对失效螺栓的断口形态进行分析，可以初步了解其失效原因。

观察失效螺栓的断口，发现其呈现出典型的断裂韧突混合断口。

2.2 强度分析对失效螺栓的材料进行强度测试，发现其强度值低于设计要求。

在使用过程中，由于受到集中载荷的作用，应力过大导致螺栓逐渐疲劳并最终断裂。

2.3 环境分析失效螺栓所处的使用环境恶劣，存在高温、湿润等不利因素。

因此，失效的螺栓容易受到腐蚀和氧化等影响，导致其材料性能和强度下降。

3. 改进措施针对分析结果，本文提出了一系列改进措施：3.1 选用高强度材料为了提高螺栓的强度，可以选用高强度材料来替代原有的材料，例如S45C、SCM43等。

这样既可以提高螺栓的耐久性，也可以在承受大载荷时发挥更好的作用。

3.2 降低应力在设计过程中，应尽可能减小螺栓所承受的载荷和应力，从而减少螺栓的疲劳损伤和断裂的可能性。

可以通过优化结构、增加支撑和缓冲措施等方法实现此目的。

3.3 改善使用环境在实际使用中，应注意维护和保养，防止螺栓受到腐蚀和氧化的影响。

可以采用表面防护涂层、常规保养和定期更换等措施，延长螺栓的使用寿命。

高强度螺栓连接副施工扭矩检验课件

定期维护与保养
定期检查螺栓连接情况
在施工过程中及施工完成后，应定期对高强度螺栓连接副进行检查，确保其连接牢固、无松动现象。
及时进行紧固与调整
如发现螺栓连接有松动或异常情况，应及时进行紧固或调整，确保其满足设计要求。
防腐防锈处理
对于长期暴露在外的螺栓连接副，应进行必要的防腐防锈处理，以延长其使用寿命。
的检验标准。
扭矩系数
根据螺栓的扭矩系数，确定检验时需要施加的
扭矩值。
紧固力矩
检验螺栓连接副的紧固力矩是否符合设计要求
。
检验频率
确定对高强度螺栓连接副进行检验的频率，例如按批次或按工程部位
。
检验工具与设备
01
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扭矩扳手
用于测量螺栓连接副的扭矩值。
扭力计
用于测量螺栓连接副的扭力。
钢丝刷
03 施工扭矩检验方法与操作
检验方法
扭矩法
通过测量施加在螺栓上的扭矩来检验螺栓连接强度是否符合要求。
转角法
通过测量螺栓施拧的角度来检验螺栓连接强度是否符合要求。
预拉力法
通过测量螺栓的预拉力来检验螺栓连接强度是否符合要求。
操作步骤
安装螺栓
按照设计要求将螺栓安装在连接件上。
检查紧固状态
用于清除螺栓表面的污垢和锈迹。
检测仪
用于检测螺栓内部的缺陷和损伤。
检验流程
清洁处理
用钢丝刷清除螺栓表面的污垢和锈迹，确保测量准确性。
扭力测量
使用扭力计测量螺栓连接副的扭力，并记录。
准备工作
检查螺栓连接副的外观质量，确认无缺陷和损伤。
扭矩测量

高强度螺栓低温脆性断裂及冲击韧性分析

高强度螺栓低温脆性断裂及冲击韧性分析随着科学技术的进步，对钢材脆性研究逐渐增多，并取得一定成就，在民用、工业施工中得到广泛应用。

然而，低温、高压等环境是影响高强度螺栓的重要因素，易导致高强度螺栓发生脆性断裂，造成巨大损失。

一、高强度螺栓脆性断裂的分类高强度螺栓脆性断裂主要分为以下几种类型：第一，过载断裂：导致过载断裂的原因主要在于过载，致使螺栓强度不够。

2100m/s是其断裂发生时的基本速率，易造成严重影响，该种断裂形式主要出现于10.9级和12.9级钢结构高强度螺栓产品中。

第二，非过载断裂：受到材料以及低温的影响，引起的断裂现象，主要出现于屈强性高、塑性好的高强度螺栓。

第三，应力腐蚀断裂：受到腐蚀性环境的影响，致使其所承受的静力或准静力荷载低于屈服极限应力，导致其发生断裂。

二、高强度螺栓脆性断裂的技术要素高强度螺栓脆性断裂的技术要素主要分为当前质量、潜在质量以及最终质量。

首先，当前质量：当前质量主要涉及的内容包括变形抗力、开裂程度以及钢材质量等。

其次，潜在质量：潜在质量必须以当前质量为依据，科学、合理配置合金元素，有效开发镦锻前后热处理工序的相关工作，达到提升钢材性能的目的。

最后，最终质量：指高强度螺栓以及螺栓制品最终需达到的质量标准，提高抗拉强度，避免出现拉长、拉断以及滑扣等问题的发生。

三、材料与韧性的关系镦锻成型是螺栓较常应用的工艺，包括温锻、冷镦以及车削加工等环节，具有涉及面广、批量大等特点。

冲击韧度主要用于表示材料韧性大小，化学成分和纤维组织以及材料冶金质量其决定因素，易受环境温度和缺口状况影响。

（一）材料与冲击韧度碳元素是影响冲击韧度的关键因素，如果强度水平一致，低碳合金钢的断裂韧性明显高于中碳合金钢。

例如，20MnTiB与40CrNiMo，将两者均处理成10.9级螺栓，其在强度相近的情况下，20MnTiB的断裂韧性为113MN/m2/3，40CrNiMo的断裂韧性为78MN/m2/3，而对于冲击功而言，40CrNiMo比20MnTiB高20至45J左右。

锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因分析

锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因分析摘要：高强度螺栓是锅炉钢结构的重要连接部件。

本文详细阐述了锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因。

关键词：锅炉；钢架；螺栓；断裂原因目前，锅炉钢结构高强螺栓的应用十分广泛，几乎在锅炉结构中都会应用，因此，为了提高锅炉应用的效果，就要确保锅炉钢结构高强螺栓的使用问题和重视其连接质量，从而采取措施来避免问题的出现。

一、高强度螺栓特点用高强度钢制造的，或需要施以较大预紧力的螺栓，皆可称为高强度螺栓。

高强度螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。

这种螺栓的断裂多为脆性断裂。

应用于超高压设备上的高强度螺栓，为了保证容器的密封，需要施以较大的预应力。

1、改进结构受力情况。

采用摩擦型高强度螺栓连接所受的力靠钢板表面的磨擦力传递，传递力的面积大、应力集中现象得到改善，提高了构件的疲劳强度。

另外，在受力相同的情况下，高强度螺栓的数量相对比铆钉数量少。

因此，节点拼接板的几何尺寸就小，可节省钢材。

2、加快施工进度。

高强度螺栓施工简便，对一个不熟悉高强度螺栓施工的工人，只要经过简单的培训，就能上岗操作。

3、在钢结构运输过程中不易松动，且在使用中减少维护工作量。

若发生松动即可个别更换，不对其周围螺栓的连接造成干扰。

4、施工劳动条件好，而且栓孔可在工厂一次成型，省去二次扩孔的工序。

二、材质分析为了查明螺栓断裂的原因，对规格为d22mm×90mm未安装的新螺栓6根、拆下已安装螺栓5根、断裂螺栓1根进行材质分析。

螺栓的化学成分分析结果为：未安装螺栓C为0.20Wt％、Si为0.18Wt％、Mn为1.39Wt％、S为0.0007Wt％、P为0.017Wt％、Ti为0.08Wt％、B为0.0034Wt％；已安装螺栓C为0.21Wt％、Si为0.25Wt％、Mn为1.40Wt％、S为0.0004Wt％、P为0.014Wt％、Ti为0.04Wt％、B为0.0033Wt％；断裂螺栓C为0.25Wt％、Si为0.25Wt％、Mn为1.41Wt％、S为0.001Wt％、P为0.017Wt％、Ti为0.04Wt％、B为0.0035Wt％；GB/T3077 C为0.17～0.24Wt％、Si为0.17～0.37Wt％、Mn为1.30～1.60Wt％、S≤0.035Wt％、P≤0.035Wt％、Ti为0.94～0.10Wt％、B为0.0005～0.0035Wt％由其结果可知，断裂螺栓碳元素含量超出GB/T3077合金结构钢要求范围上限，但在GB222技术条件规定的化学成分允许偏差内，其余所检螺栓元素符合要求；所检4根螺栓拉伸性能均在GB/T 3632技术条件要求的合格范围内；在-20℃条件下，所检4根螺栓硬度均在GB/T 3632要求范围内，裂螺栓的硬度值最低，维氏硬度为321HV30。

12.9级高强度螺栓断裂分析

摘要:针对4根断裂螺栓进行了设计检查和实物细节检查，采用化学成分分析、硬度检测及金相检验等方法,对螺栓断裂的
原因进行了分析。结果表明，由于关键零件安装尺寸累计超差过大，降低了风电偏航减速机传动精度，致减速机行星架绕回
转轴线产生偏心运动，加上减速机频繁受到变载荷的冲击，导
用过程中发生了螺栓断裂失效。
关键词：12.0级强度；高强度螺栓；断裂分析；偏航减速机
中图分类号：TG113.03
文献标志码：A
文章编号：229/ -6646(2219)06 -0542 -06
Analysis of 12.9 grade high strength bolt fracture
Cnl Junkang
(Jiangsu Shinri Geer Systems Co. ,Ltd. Changzhon 213000)
图3结构示意图 Fig. 3 Structural sketch
偏航减速机工作时，低速级行星架和输出轴通
过花键副传递载荷,4根螺栓M12 x 33承担两
者
用，只承受拉伸载荷。
件（轴、齿
轮及轴承等）自身质量为144炮,受力约1 480 N,由 4根螺栓承受，若螺栓受力均等，则单根螺栓承受约 370 N。
3meascremenuoftopwidthofinternesspline测量结果看垫块上压痕宽度大于行星架花键齿顶的宽度可断两零件过相对o25检测内齿圈和箱体配合直径齿圈和箱口配合及齿圈径向跳动公差f检测结果见表5o表5配合直径和齿圈ff检查表table5checklistoffittingdiameterandringffmm项目图纸尺寸实际尺寸超差内齿圈安装止口孔径0370?00709500375

高强度铰制螺栓断裂分析及工艺优化

高强度铰制螺栓断裂分析及工艺优化黄雷;施方乐【摘要】某批量船在交船后1～2年内,先后有两艘船共3个中间轴承地脚安装用高强度铰制螺栓发生断裂情况.通过强度校核计算、断口分析、化学成分及机械性能检测、图纸及工艺符合性检查等手段,对断裂原因进行分析,并针对其制造和安装工艺提出优化措施,以杜绝类似故障的再次发生,实践证明该措施合理有效.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】5页(P65-68,75)【关键词】铰制螺栓;断裂分析;强度校核;工艺优化【作者】黄雷;施方乐【作者单位】沪东中华造船(集团)有限公司,上海200129;沪东中华造船(集团)有限公司,上海200129【正文语种】中文【中图分类】U664.210 引言主动力、甲板机械、锚泊等船舶设备为抵抗使用中的冲击、满足定位等需要，经常采用高强度铰制螺栓进行安装[1]。

铰制螺栓加强杆和安装孔采用紧配设计，多为过盈或过渡配合，也有的采用间隙配合。

为便于安装，传统上使用冷冻安装工艺，即先用液氮对螺栓进行冷冻处理，然后塞入螺孔，恢复常温后用液压扳手拧紧螺母，再用扭力扳手进行拧紧力矩检测[2]。

本文以某批量船中间轴承地脚安装用高强度铰制螺栓发生的断裂故障为例，采用强度校核计算、断口分析、化学成分及机械性能检测、图纸及工艺符合性检查等手段，对其断裂原因进行判断，并针对断裂原因分析其制造、安装工艺的薄弱点和不足。

通过采取有针对性的优化措施，完善高强度铰制螺栓的制造和安装工艺。

1 断裂螺栓检查该船为双轴驱动，每轴系设1号和2号中间轴承各1台。

左、右舷轴系的1号和2号中间轴承均采用了4个机械性能等级为12.9级的M56铰制螺栓，加强杆直径Φ66 mm，材料为50CrV，其中1号中间轴承另外还设置了4个Φ60 mm、符合12.9级机械性能等级的定位销。

在不使用润滑措施时，该规格螺栓拧紧力矩为13 800 N·m。

1号和2号中间轴承均出现铰制螺栓断裂情况。

大六角高强螺栓扭矩系数

大六角高强螺栓扭矩系数1.引言1.1 概述随着机械工程的发展和技术的进步，大六角高强螺栓作为一种重要的连接件，在各种工程领域中得到了广泛的应用。

它们具有优良的抗剪、抗拉性能和较高的强度，被广泛用于桥梁、建筑、船舶、工程机械等领域。

在使用大六角高强螺栓进行紧固连接时，扭矩系数作为一种重要的参数，对螺栓的装配和锁紧过程具有重要影响。

具体来说，扭矩系数可以用来表示扭矩对预紧力的影响程度，从而确定螺栓预紧力的大小。

预紧力是指在螺栓连接过程中，通过施加扭矩将螺栓转动，使其产生一定的拉伸力，以实现螺栓的紧固。

而扭矩系数则可以通过实验和计算的方法得出，为准确控制螺栓预紧力提供了理论基础。

本篇文章将深入探讨大六角高强螺栓扭矩系数的定义和意义，并重点介绍大六角高强螺栓的特点。

通过对扭矩系数的研究，我们将能够更好地理解螺栓连接过程中扭矩对预紧力的影响，为工程实践提供准确可靠的螺栓连接方案。

接下来的章节中，我们将详细介绍扭矩系数的定义和意义，并对大六角高强螺栓的特点进行阐述。

最后，我们将总结扭矩系数对大六角高强螺栓的影响，并提出结论，为螺栓连接工程提供指导和参考。

让我们一起深入研究吧！1.2 文章结构文章结构（Article Structure）本文的主要内容将按照以下结构进行展开。

第一部分是引言部分，包括概述、文章结构和目的。

在概述中，将简要介绍大六角高强螺栓扭矩系数的研究背景和重要性。

文章结构部分将详细说明本文的框架和各个部分的内容，以便读者能够清晰地了解全文结构。

目的部分将明确本文的研究目标和意义。

第二部分是正文部分，主要包括扭矩系数的定义和意义，以及大六角高强螺栓的特点。

在扭矩系数的定义和意义部分，将对扭矩系数的概念进行解释，并阐述其在实际应用中的作用和重要性。

在大六角高强螺栓的特点部分，将详细介绍大六角高强螺栓的结构特点、使用范围以及其在工程领域中的应用。

第三部分是结论部分，包括扭矩系数对大六角高强螺栓的影响和结论总结。

高强度螺栓断裂原因分析

2019年第10期热加工M材料缺陷aterial Failure9高强度螺栓断裂原因分析■ 王嘉畅，冯文冲，张海兵摘要：针对10.9S 级高强度螺栓失效问题，采用金相检验、化学成分分析和扫描电子显微镜及能谱仪等方法进行分析。

结果表明：由于螺栓材料本身含有的氢在螺栓较大的安装应力下聚集，因此导致氢致延迟开裂，造成螺栓失效。

关键词：高强度螺栓；氢脆；失效据委托方介绍，来样为M20钢结构大六角头螺栓，等级为10.9S ，材质为20MnTiB 。

该螺栓为舞台桁架联接螺栓，舞台于2012年竣工，在2015年12月1日检修时，管理人员发现剧院舞台有螺母掉落。

该舞台桁架用于挂设剧院舞台幕布，由于桁架使用过程中，部分螺栓掉落，2016年3月2日施工单位进行检修并更换了19颗螺栓。

现场采用高强螺栓轴力扭矩复合测试仪对舞台桁架的高强螺栓联接状况进行了检测，发现原有螺栓扭矩及预拉力基本符合规范要求，部分螺栓存在预拉力过大现象，部分螺栓螺杆有变形，无法将螺栓取出。

此外，委托方未能提供螺栓具体生产工艺、现场安装等相关详细信息。

为找到断裂原因，消除安全隐患，笔者对断裂螺栓进行了失效分析。

1. 理化检验（1）宏观分析对螺栓断口形貌进行观察，如图1、图2所示。

螺栓大六角头部涂有灰色防锈漆，杆部呈黑色，螺栓断裂于距螺杆第2~3牙螺纹牙底，该部位应为螺母紧固界面处，无明显塑性变形。

断口至螺杆间螺纹呈褐黄色，存在明显锈蚀痕迹。

断面起伏较大，高度可达两牙高度，且有些锈蚀。

断面颜色呈黑色和灰色两区域，黑色区域可见明显的放射线条纹，且汇聚于一侧螺牙底部，低倍下放大后可见一些闪光小刻面，呈脆性断裂特征。

裂源两侧周向边缘存在剪切唇特征。

灰色区域断口与轴向呈一定角度，断面较粗糙，为后续扩展断裂区域。

宏观分析螺栓断裂模式为脆性断裂。

（2）微观断口分析将螺栓断口清洗后置于扫描电子显微镜下观察：①裂纹源区可见明显的放射线形貌，呈冰糖状沿晶断裂形貌，放大后晶面上可见鸡爪痕、微小孔洞形貌，断口可见大量沿晶二次裂纹形貌，呈氢致开图1 螺栓宏观形貌第10期热加工图2 断口宏观形貌图3 裂纹源低倍形貌（15×）图4 裂纹源高倍形貌（50×）图5 裂纹源放大形貌（270×）图6 裂纹源沿晶特征（750×）图7 裂纹源沿晶特征（1200×）图8 扩展后期韧窝+沿晶特征（1100×）表1 螺栓断口化学成分（质量分数）（%）检验项目C P S 检测值0.200.0200.0170.25标准值0.17~0.24≤0.030≤0.0300.17~0.37图9 心部抛光态（100×）图10 心部显微组织（500×）图11 断口抛光态（100×）图12 断口显微组织（500×）图13 牙底抛光态（100×）行热酸蚀试验，与G B/T1979—2001中的评级图对比，结果如表的应力作用下氢原子在晶界或材料缺陷处聚集成氢分子而产生压力，形成延迟微裂纹。

风电机组用高强度螺栓断裂分析

ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｌｙａｓｉｓ，ｍａｃｒｏａｎｄｍｉｃｒｏｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｌｔｆｒａｃｔｕｒｅｗａｓｔｙｐｉｃｌａｍｉｘｅｄｆｒａｃｔｕｒｅｏｃｃｕｒｒｉｎｇｕｎｄｅｒｔｅｎｓｉｌｅｌｏａｄ，ｉｔｉｓｍａｉｎｌｙｂｉｒｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅ，ｆｒａｃｔｕｒｅａｒｅａｉｓ４００—５５０ｍ．Ｂｏｌｔｃｅｎｔｒａｌｒｅａａｅｘｉｓｔｓｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｌｉｔｔｌｅｓｍａｌｌｆｅｒｒｉｔｅ，ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｂｏｌｔｉｓｈｅａｔｅｄｉｎｓｕｉｃｆｉｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｓｕｒｆａｃｅａｎｄｃｅｎｔｒａｌｎｏｎ — ｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｂｏｌｔｓｔｅｅｌ，ＤｔｙｐｅａｎｎｕｌｒａｏｘｉｄｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｇｒａｄｅｉｓａｂｏｕｔｃｏａｒｓｅＤ２一Ｄ２．５．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｒａｇｎｕｌｒａｆｒａｃｔｕｒｅａｎｄｃｌｅａｖａｇｅｆｒａｃｔｕｒｅｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｆｒａｃｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅａｒｅａｒｅａｍａｉｎｌｙｃａｕｓｅｄｂｙｂａｄｂｏｌｔｈｏｔｒｏｌｌｅｄｗｉｒｅｒｏｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｆｅｃｔｓ．ＩｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｉｎｃｏｍｉｎｇｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｂｏｌｔＢ７ｓｔｅｅｌｒａｗｍａｔｅｉｒｌａｈｏｔｒｏｌｌｅｄｓｔｕｃｒｔｕｒｅｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ，ｉｔｓｂａｎｄｅｄｓｔｕｃｒｔｕｒｅａｎｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔｕｃｒｔｕｒｅｄｅｆｅｃｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅａｎｌｙａｚｅｄ．Ｔｈｅｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙｓｉｔ —

超高强度螺栓断裂失效分析

超高强度螺栓断裂失效分析摘要：螺栓作为重要的紧固件，其失效事故较多，危害极大。

其中，螺栓氢脆断裂是一种常见的失效模式。

由于氢脆主要与批次问题有关，因此危害更大。

螺纹连接是发动机部件之间最常用的连接，约占发动机连接的70%。

螺栓的应力特性决定了它是发动机的薄弱部分。

因此，连杆螺栓的失效分析和预防非常重要。

对超高强度螺栓的断裂失效进行了分析。

关键词：超高强度螺栓；断裂破坏；氢脆超高强度螺栓是经过铆接和焊接而发展起来的一种钢结构连接形式。

它具有结构简单、可拆卸、承载力大、抗疲劳、安全等优点。

因此，高强螺栓连接已发展成为工程安装的主要手段。

1例分析某轴承上使用了某种类型的高强度螺栓，其强度要求非常高。

经过5个月的生产检验合格后，发现部分螺栓螺纹处相继断裂。

该类高强螺栓为铰孔螺栓（螺纹长95mm），材质为35CrMnSiA钢，规格为M56，螺纹长235mm，强度要求符合gb/t3077-1999。

制造工艺如下：坯料电渣重熔→预处理→超声波探伤→粗加工（单边余量3～5mm）→淬火和回火处理（950℃淬火、630℃回火）→半精加工→淬火热处理（淬火温度900℃，310℃回火）→机械性能检查→完成→磁粉探伤（含螺纹）→表面油漆保护→装配目前，无损检测方法无法检测出螺栓内部0.2mm以下的微裂纹。

通过金相检验、氢含量检验和断口扫描电镜分析，对断裂的螺栓和未断裂的随机试样进行了检验，并分析了断裂原因。

2实验方法和结果2.1受试者。

试验对象为2个此类螺栓，包括断裂的铰制螺栓和1个相应的相同类型的未断裂螺栓。

2.2外观检查。

目测第一螺纹段铰制螺栓断口齐平，无塑性变形，断口垂直于轴线，为一次性脆性断裂。

断口附近有明显的腐蚀痕迹。

2.3化学成分分析。

对两个螺栓样品的化学成分进行了测试和分析。

结果表明，两个螺栓的化学成分均符合标准。

2.4氢含量检测。

对断裂铰孔螺栓和未断裂铰孔螺栓的光杆边缘、r/2和芯部进行了氢含量检测。

断裂和未断裂螺栓的光杆边缘和芯部的检测结果基本相同，r/2处的检测结果差异较大，分别为2.0×10-6和0.6×10-62.5断裂分析。