2 检验与结果
2.1 宏观观察
对残留在法兰盘孔内的6枚内六角螺钉残骸进收稿日期:2003-08-11作者简介:王勇(1968-),男,副教授,博士。
2.1 宏观观察
对残留在法兰盘孔内的6枚内六角螺钉残骸进收稿日期:2003-08-11作者简介:王勇(1968-),男,副教授,博士。
行取样(见图1),并对6枚失效螺钉残骸进行了宏观观察,发现1~4号螺钉均未断裂,但其前端约有5牙螺纹严重损伤,已丧失啮合作用,见图2。1~3号螺钉螺纹部分长约35mm,端头平整,有明显的切割痕迹,4号螺钉螺纹部分长约40mm,端头成锥形。从损坏痕迹看,1~3号螺钉起啮合作用的螺纹为5牙,而4号螺钉为7牙。5号和6号螺钉已断裂,断口在螺纹区中部,在取回的残余部分未见螺纹出现明显的磨损痕迹(见图3)。由于事故现场情况复杂,所以未能取到电动机法兰盘上的对偶件和断裂螺钉的另一部分。
2.2 金相检验
2.2.1 非金属夹杂物评级沿螺钉中心纵向剖开,磨制、抛光后用Olympus#PME金相显微镜观察其非金属夹杂物的数量、形态及分布,并按GB/T10561-1989 JK标准评级图评级,结果:氧化铝类细系2级,球状氧化物类细系<1级,硅酸盐类细系1级。表明螺钉中的非金属夹杂物不多。
2.2.1 非金属夹杂物评级沿螺钉中心纵向剖开,磨制、抛光后用Olympus#PME金相显微镜观察其非金属夹杂物的数量、形态及分布,并按GB/T10561-1989 JK标准评级图评级,结果:氧化铝类细系2级,球状氧化物类细系<1级,硅酸盐类细系1级。表明螺钉中的非金属夹杂物不多。
2.2.2 显微组织螺钉试样经3%硝酸酒精溶液侵蚀后在光学显微镜下观察,其显微组织为正常的铁素体+珠光体,组织分布均匀,无带状特征,见图4。在损伤螺钉的螺纹顶部存在着明显的晶粒变形特征,见图5;损伤螺纹的根部尚有裂纹存在。
2.3 断口形貌为了查明螺钉损伤原因,在KYKY-1000型SEM下观察了2号螺钉前端螺纹破裂断口形貌(见图6和图7)和5号及6号螺钉的断口形貌(见图8图4 螺钉的显微组织Fig. 4 Microstructure of bolts图5 损伤螺纹顶部晶粒变形特征Fig. 5 Deformed grains in top of damaged worm~11)。
由图6和图7可见,未断裂螺钉前端与内螺纹啮合的螺纹由于长时间受到剪切应力、微动磨损等作用,表面产生了严重的磨损和塑性变形,局部甚至已经发生剪切断裂,因此断口上存在着被拉长的剪切型韧窝[1]。
图6 2号螺钉前端螺纹磨损、变形及破裂形貌Fig. 6 Pattern of wearing, deform and crackingof forepart worms of No.2 bolt图8和图9显示,5号螺钉断口与轴向大致成45b角,裂纹起源于边缘,属切应力引起的剪切断裂,断口上存在大量有拉长变形特征的剪切型韧窝,而且断口附近另外两牙螺纹根部也产生了裂纹,说明该螺钉在断裂前承受了很大的应力6号螺钉断口与轴向大致成90b角,属正应力作用下产生的断裂,其断口上的韧窝主要是等轴状[1,2]。该螺钉的裂纹起源于断口中心的非金属夹杂物,夹杂物周围还存在着向外发散的放射状微裂纹。
