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高強(qiáng)度螺栓斷裂的原因與預(yù)防
發(fā)布時間：2025-02-22 09:01
高強(qiáng)度螺栓因其優(yōu)異的性能在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但它們也可能因為各種原因而發(fā)生斷裂。以下是高強(qiáng)度螺栓斷裂的一些主要原因及其預(yù)防措施的總結(jié)。
一、高強(qiáng)度螺栓斷裂的原因

1

過載斷裂


當(dāng)高強(qiáng)度螺栓承受的超過其危險截面所能承受的拉應(yīng)力時，所發(fā)生的斷裂被稱為過載斷裂，這種斷裂形式常為延性斷裂。這種斷裂與延性斷裂類似，斷口有明顯的塑性變形，出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，并呈杯錐狀。當(dāng)塑性較好時，還會出現(xiàn)杯錐與軸線呈近似45o的夾角。

2

脆性斷裂


一般把高強(qiáng)度螺栓斷面收縮率小于5%（無明顯塑性變形）的斷裂，稱之為脆性斷裂。斷口平齊光亮，常出現(xiàn)放射狀、人字紋或光亮的結(jié)晶狀。在光線下，可見閃閃發(fā)亮。

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二、高強(qiáng)度螺栓斷裂的預(yù)防措施

1

減少螺栓螺絲中硫、磷含量


減少螺栓螺絲中硫含量是改善螺栓螺絲斷裂韌性的重要途徑，特別是超高強(qiáng)度鋼。選用適宜的冶煉方法是提高鋼的純度最直接、最易實(shí)現(xiàn)的途徑，與普通電爐煉鋼法相比，采用真空冶煉能提高鋼的純度，超高強(qiáng)度鋼一般用真空自耗爐（或真空電弧爐）重熔，以減少鋼中雜質(zhì)和偏析，以提高鋼斷裂韌性。

2

控制力集中


當(dāng)鋼材在某一局部出現(xiàn)應(yīng)力集中，則出現(xiàn)了同號的二維或三維應(yīng)力場使材料不易進(jìn)入塑性狀態(tài)，從而導(dǎo)致脆性破壞。應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材的塑性降低愈多，同時脆性斷裂的危險性也愈大。鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的應(yīng)力集中主要與構(gòu)造細(xì)節(jié)有關(guān)。

3

控制使用環(huán)境

當(dāng)螺栓受到較大的動載作用或者處于較低的環(huán)境溫度下工作時，螺栓脆性破壞的可能性增大。

在0℃以上，當(dāng)溫度升高時，鋼材的強(qiáng)度及彈性模量均有變化，一般是強(qiáng)度降低，塑性增大。溫度在200℃以內(nèi)時，鋼材的性能沒有多大變化。但在250℃左右鋼材的抗拉強(qiáng)度反彈，fy有較大提高，而塑性和沖擊韌性下降出現(xiàn)所謂的“藍(lán)脆現(xiàn)象”，此時進(jìn)行熱加工鋼材易發(fā)生裂紋。當(dāng)溫度達(dá)600℃，E均接近于零，鋼結(jié)構(gòu)幾乎完全喪失承載力。

當(dāng)溫度在0℃以下，隨溫度降低，鋼材強(qiáng)度略有提高，而塑性韌性降低，脆性增大。尤其當(dāng)溫度下降到某一溫度區(qū)間時，鋼材的沖擊韌性值急劇下降，出現(xiàn)低溫脆斷。通常又把鋼結(jié)構(gòu)在低溫下的脆性破壞稱為“低溫冷脆現(xiàn)象”，產(chǎn)生的裂紋稱為“冷裂紋”。

4

控制加載速率


隨著變形速率的增大，材料的屈服強(qiáng)度將會增加，其原因是材料來不及進(jìn)行塑性變形和滑移，因而位錯擺脫束縛進(jìn)行滑移所需的熱激活時間減少，使脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，所以易于產(chǎn)生脆斷。脆性裂紋一經(jīng)產(chǎn)生，裂紋尖端就會有很嚴(yán)重的應(yīng)力集中，這一急驟增加的應(yīng)力，相當(dāng)于一個加載速率很高的荷載，使裂紋迅速失穩(wěn)擴(kuò)展，最后使整個結(jié)構(gòu)發(fā)生脆斷。

公司簡介


河北國鼎信檢測技術(shù)服務(wù)有限公司始建于2007年，現(xiàn)實(shí)驗面積3000平方米(正在籌建10000平實(shí)驗室，總投資3.8億，預(yù)計2025年6月份投入使用）。

公司具備國家實(shí)驗室認(rèn)可（CNAS）和河北省檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定（CMA）資質(zhì)的第三方檢驗檢測機(jī)構(gòu)，出具的檢測報告可加蓋“CNAS”、“CMA”印章以及國際互認(rèn)標(biāo)志，全球50多個國家地區(qū)、60個機(jī)構(gòu)承認(rèn)，在國際上得到一致認(rèn)可。

公司獲得國家中小企業(yè)公共服務(wù)示范平臺、河北省中小企業(yè)公共服務(wù)示范平臺、河北省科技型中小企業(yè)等榮譽(yù)及國家級專利10項。

公司與精研緊固件和軸承高端技術(shù)的上海大學(xué)高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院等專業(yè)院校合作。擁有十年以上檢測經(jīng)驗的中高級工程師為主的資深技術(shù)團(tuán)隊，檢測技術(shù)雄厚。配備先進(jìn)檢測設(shè)備：美國力可紅外碳硫分析儀、美國力可氧氟氫分析儀、瑞士直讀光譜分析儀、德國萊卡倒置、正置顯微鏡、美特斯萬能試驗機(jī)、頂鍛試驗機(jī)、全自動沖擊試驗機(jī)、布氏硬度計、洛氏硬度計、全自動彎曲試驗機(jī)、自動低倍中和酸洗柜、鹽霧試驗機(jī)等先進(jìn)檢測設(shè)備100余臺套，充分保障檢測結(jié)果的及時性、準(zhǔn)確性。

公司可開展緊固件系列產(chǎn)品、大型工程鋼結(jié)構(gòu)件、鐵磁材料、金屬材料和金屬制品、鋼鐵與合金、耐火材料、礦石礦物、鐵合金、煤炭等檢測，同時提供技術(shù)咨詢，職業(yè)技能培訓(xùn)、產(chǎn)品質(zhì)量異議失效分析等相關(guān)技術(shù)服務(wù)。