谈谈高强度螺栓的防脆问题教学幻灯片讲义.pptVIP

* 谈谈高强度螺栓的防脆问题 上汽通用五菱质量部黄树泉 谈谈高强度螺栓的防脆问题 1．高强度螺栓在汽车上关键部位的使用往往成为安全件，它的可靠与否显得十分重要。 以PN系列车为例，如： 轮毂螺栓（包括前轮、后轮）M12＊1.5 纵向稳定杆螺栓M10＊1.25＊20　10.9级 下摆臂球销螺栓M10＊1.25＊35　10.9级 下摆臂螺栓M12＊1.25＊76　10.9级 前轮制动底板螺栓M10＊1.25＊18　10.9级 后轮制动底板螺栓M10＊1.25＊43 一旦出现质量事故，有可能成为车毁人亡的重大事故，如果成批出现，需要全部召回，给公司造成极为不良的社会影响，影响到公司的销售，甚至关系到公司的生存。 2．高强度螺栓（10.9级以上）的失效形式 高强度螺栓（10.9级以上）的失效形式，往往表现为脆断，用目前的检测手段，往往难以可检测到缺陷，在断的时间上，有时不是马上断，而是在装配一段时间后再断，表现为延时脆性。 从多次事故分析来看，有以下特点： ·延时脆断 ·硬度较高HRC33-40 ·金相组织为：索氏体＋屈氏体 3．脆性的产生 根据国内外研究表明，螺栓脆性的产生主要来自两个方面： 氢脆 表面硬化 3.1.氢脆 3.1.1.最早关于氢脆失效的论文之一是由WiLliem H Johnson于1874年发表的，他观察到，当钢丝短时间浸入盐酸或硫酸中时，其韧性明显下降，经过研究，他得出以下结论：任何一种酸，只要能产生氢，当与钢作用时，都将导致钢的韧性下降。 3.1.2.材料的氢脆倾向随着钢的纯净度、显微结和强度水平的不同而变化。对于中、高碳马氏体钢，由于其强度和硬度随着碳含量的增加而增加，所以表现出氢脆倾向。 3.1.3.硬度对氢脆的影响 有研究认为当硬度超过HRC35氢脆倾向最为严重 也有研究认为硬度超过或等于HRC40时，将具有明显的氢脆倾向 当钢的硬度低于HRC35时，氢脆倾向将大大减小 但是，如果将紧固件“通电”（阴极电解除油或者在酸性溶液中进行阴极处理时会出现这种情况），就没有一定的强度下限。 单一的某中处理入零件的氢或许不足以导致氢脆，但多种累积导入零件的氢可能导致氢脆。 ?3.2.?? 表面硬化 高强度螺栓突然严重失效可以由不正确的热处理导致，这种不正确的热处理在表面产生硬而脆的微观组织。 对于低韧性的微观组织，当内部缺陷尺寸在10-100μm时，首次加载荷可能使缺陷扩展，这些裂纹可能使零件断裂，也可能不断裂，取决于韧性。延迟裂纹在重新加载后会发生断裂，也可能在低周交变载荷下产生疲劳而扩展。 ·正确的热处理可使零件有足够的韧性，即使在表面，也能允许相对较大的裂纹，而没有脆性断裂的危险。 4．美国克莱斯勒汽车紧固件的研究 在克莱斯勒汽车公司，已知的氢脆失效的紧固件中，大约90%的都经过了电镀处理。 小于HRC31，不需烘烤。 硬度HRC31-36，在200°C±15°C烘烤4小时。 硬度HRC37-49，在200°C以下烘烤8小时。 在酸洗过程最长不得超过10分钟 更改900种以上的紧固件 在有条件的地方，取消电镀处理。 有缺口的试样加载到其托拉强度的75%左右，并在该载荷保持200小时，不得出现失效。 硬度大于HRC38的紧固件，应在其头下放置0°、4°或6°的楔垫，然后将其拧至抗拉强度的75%，在该条件下保持载荷48至少小时，不应有开裂迹象。 电镀后，1小时内进行烘烤处理。 酸性电镀比碱性电镀更易产生更多的氢。 5．三菱汽车（L100）标准件的情况 ? 5.1.??? 为了研究弄清三菱L100车高强度螺栓的状态，我们对以下安全件的高强度螺栓进行了硬度测试和金相分析。 前悬下摆臂与前轴螺栓M12＊1.25＊76　10级　硬度HRC34-35 前悬下摆球销与转向节螺栓M10＊1.25＊35　10.9级　硬度HRC33-35，金相索氏体一级　材料35CrMo 前轮制动底板螺栓M10＊1.25＊18　10级　硬度HRC35-36 后轮制动底板螺栓M10＊1.25＊43　10级　硬度HRC34-35 前轮毂螺栓M12＊1.5＊42　硬度HRC30-31　索氏体一级，材料为35CrMo 后轮毂螺栓M12＊1.5＊42　硬度HRC31-32 *