檢驗(yàn)人員在試驗(yàn)室對(duì)螺母的保載試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)有一批螺母的螺紋出現(xiàn)了脫扣現(xiàn)象，圖1是螺母脫扣后的形貌。
圖1 螺母脫扣宏觀照
該批螺母規(guī)格為M20，性能等級(jí)為8級(jí)，材質(zhì)45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
1.理化檢驗(yàn)
（1）成分分析
使用ARL4460直讀光譜儀對(duì)螺母進(jìn)行化學(xué)成分測(cè)試，結(jié)果如表1所示。
表1 螺母化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）
元素 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu |
標(biāo)準(zhǔn) | 0.42~0.50 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.25 | ≤0.30 | ≤0.25 |
實(shí)測(cè) | 0.43 | 0.22 | 0.63 | 0.029 | 0.018 | 0.08 | 0.02 | 0.01 |
試驗(yàn)結(jié)果符合GB/T699—2015《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中牌號(hào)為45鋼的化學(xué)成分要求。
（2）金相與力學(xué)分析
圖2是該螺母螺紋邊緣的金相照片，在螺紋邊緣明顯存在深約0.15mm的脫碳層，在照片的上部明顯存在螺紋脫扣時(shí)的形變層。圖3是螺母心部的金相照片，組織為片狀珠光體和白色網(wǎng)狀分布的鐵素體，有微量的魏氏體組織。
圖2 螺紋邊緣金相照片
圖3 螺母心部金相照片
在螺母的心部進(jìn)行顯微維氏硬度測(cè)試，載荷300g，測(cè)得心部硬度324HV0.3。
2.分析與討論
45鋼淬透性是較低的，但該批45鋼的M20螺母尺寸較小，在正常的調(diào)質(zhì)處理下能夠完全淬透，并通過高溫回火獲得內(nèi)外均勻的金相組織，具有較好的綜合力學(xué)性能的回火索氏體組織。
而金相觀察結(jié)果表明，脫扣的螺母不是索氏體組織，而是鐵素體和珠光體組織，但硬度卻達(dá)到了324HV0.3，說明螺母在熱處理過程中沒有經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，其綜合力學(xué)性能較差，抗變形能力不足。
螺母的螺紋一般是在調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行加工的，而圖2螺紋邊緣的金相照片顯示螺紋表面明顯存在均勻的脫碳層，說明該批螺母先加工了螺紋然后再進(jìn)行熱處理，使得螺紋表面存在一層強(qiáng)度低的脫碳層。螺母基體的組織達(dá)不到要求以及螺紋表面的脫碳層是該批螺母脫扣的主要原因。
作者：周楨
單位：浙江省電力鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所有限公司
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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