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高強度螺栓脆性斷裂的原因分析1

2019-08-04   點擊次數(shù):25162次

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高強度螺栓廠家對于國標高強度雙頭螺栓有著非常豐富的生產(chǎn)制造經(jīng)驗。固倫特高強度雙頭螺栓是采用優(yōu)質(zhì)合金鋼為原材料,經(jīng)過高溫熱處理制造而成。其中8.8級高強度雙頭螺栓是以牌號為45#的鋼材制造,各項參數(shù)符合高強度雙頭螺栓標準。

鋼結(jié)構(gòu)工程中高強度螺栓脆性斷裂有多種原因印象,主要常見因素有以下幾種:

1.高強度螺栓的材質(zhì)缺陷

12.9級外六角螺栓

當鋼材中碳、硫、磷、氧、氮、氫等元素的含量過高時,將會嚴重降低其塑性和韌性,脆性則相應增大。鋼中碳元素含量增高會使鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。隨著含碳量的增加,鋼的更大恰貝沖擊值顯著降低。恰貝沖擊值與試驗溫度曲線梯度趨于緩慢,而脆性轉(zhuǎn)變溫度顯著升高,鋼中磷含量的增加使晶界斷裂應力降低,脆性轉(zhuǎn)變溫度升高,鋼中含0.1%以上的磷就會引起晶界斷裂應力降低。磷對鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度影響隨磷含量增加,鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度升高,硫與磷的存在對鋼的斷裂韌性起有害用。隨硫、磷的含量的增加,鋼的K1C值下降。硫、磷含量增加使該鋼K1C降低,硫危害性更大。鋼中錳元素的存在對改善其脆性性能有一定幫助,隨錳與碳之比值提高,碳、磷有害作用下降,鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度顯著降低。硫、磷降低鋼的斷裂韌性的原因,主要有兩點:①偏聚于原始奧氏體晶界,促使品界脆化;② 硫化學反應生成MnS在基體中形成脆性微裂紋起源核心,使微裂紋成核源增加,導致脆斷容易發(fā)生。

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減少鋼中硫、磷含量是改善鋼斷裂韌性的重要途徑,特別是超高強度鋼。選用適宜的冶煉方法是提高鋼的純度最直接、最易實現(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。各先進工業(yè)國都對硫、磷含量作了較低規(guī)定,一般都限于0.06%以下,但我國各大鋼廠所產(chǎn)鋼材偏析依然較重。質(zhì)量不穩(wěn)定,影響偏析的因素中(鐵礦石元素、煉鋼方法、鋼錠大小、冶煉技術(shù)等),主因是煉鋼方法和冶煉技術(shù),偏析大將會引起熱脆、冷脆、裂縫、疲勞等一系列問題。

2.應力集中

當鋼材在某一局部出現(xiàn)應力集中,則出現(xiàn)了同號的二維或三維應力場使材料不易進入塑性狀態(tài),從而導致脆性破壞。應力集中越嚴重,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)件的應力集中主要與構(gòu)造細節(jié)有關:

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