2 断裂原因分析
2.1 未达解剖复位、加压固定骨折治疗的首要原则就是解剖复位、恢复骨结构的完整性，在此基础上坚强固定后，大部分应力仍通过骨传导，内固定物的作用主要是维持骨折的稳定性，而不能依赖其承担所有应力。实验证明，用钢制造的所谓坚强内固定物的强度，与骨骼处于轴向负荷时的强度相似，但钢板在弯曲应力下比骨骼的强度小25倍，在扭转应力下，强度小20倍［1］。骨折解剖复位，骨折端牢固固定后，作用于内固定物上的负荷减少，达到“骨骼应该保护内固定物”的目的。蒋协远［2］认为骨折端２mm间隙，或内侧有骨缺损者，易引起再骨折、钢板断裂。因此，骨折复位不良、内固定物所受应力过大是造成术后内固定物断裂的主要原因。预防内固定物折断的首要任务是力求解剖复位，复位时要特别注意固定钢板对侧骨质有无分离或缺损，必要时一期植骨。骨折端加压可产生加压性前负荷及足够的摩擦力，造成骨折的稳定性。加压的实现可通过拉力螺丝钉，加压钢板、钢板预弯及张力带实现。本组2例原股骨粉碎性骨折手术复位固定后，骨折端间隙大于２mm，且钢板对侧有骨缺损，术后钢板断裂。2例股骨粗隆部粉碎性骨折DHS固定，骨端间隙过大，加之过早负重，术后2.5个月内固定物断裂
2.2功能锻炼不当积极的活动和负重锻炼，能促进骨折愈合防止骨质疏松，对骨折愈合是有利的。但负重的力度要严格控制，要让病人自己学会并熟练掌握。作者曾设想把部分负重量化，根据每个病人的具体情况，计算出部分负重的具体数值，如：10kg、20kg、30kg。经过反复训练后，在患者感知这个力量的情况下进行功能锻练。由于条件所限，至今这个设想还不够成熟。本组病例都存在超负荷负重的情况。分析原因主要有以下几点：(1)病人对内固定手术期望过高，认为做了手术就万事大吉，可以随便活动了。其实内固定手术既不能加速骨折的愈合，又不能承受完全负重所施加的压力。(2)手术三周以后病人往往感觉伤肢情况良好，活动自如，疼痛减轻或消失，便抱有侥幸心理下床负重行走。(3)医生没有向病人讲清楚超负荷负重的危害，没有在患者心目中形成共识，使病人对术后定期复查认识不足，忽略了与医生及时沟通。(4)病人出院后，盲目信任并服用乡村游医的所谓“接骨药”，认为骨折能在短时间内愈合，便放弃了复查，过早下地行走。骨折患者由于固定而引起组织、关节的失用性变化，局部血液循环障碍，若缺少应力刺激，容易导致骨质疏松和骨痂形成缓慢。功能锻炼是促进骨折愈合、恢复机体功能的重要措施，它贯穿于骨折治疗的全过程，与复位、固定等共同列为骨折的治疗原则。凡是干扰骨折固定和有碍骨折愈合的活动均为功能锻炼不当。在功能锻炼过程中，肌肉收缩使骨骼产生应力，当张应力与压应力不平衡时，骨骼就会出现弯曲内固定物受到反复弯曲的应力，就会导致疲劳性断裂。本组有1例股骨骨折行内固定物手术后2天即进行屈髋、伸髋活动，3周做被动直腿抬高和扭转活动，4周做主动直腿抬高活动，6周开始练习行走，9周后原骨折处出现疼痛、下肢无力，X线摄片显示内固定物（钢板）断裂、移位。有9例患者在扶双拐练习行走时，由于未掌握要领，步幅过大，摔倒后X线摄片显示内固定物断裂。本组中因功能锻炼不当导致内固定物断裂的35例，占总病例的79.5%。在功能锻炼不当的患者中，早期负重是造成内固定物断裂的重要原因。当X线显示骨折线模糊，骨折端处于愈合状态时完全负重均为早期负重，负重量大小与患者体重有关。这是由于内固定物并不能加速骨折愈合，仅具有局部固定、促进骨折愈合的作用。当骨折达到临床愈合时，原始骨痂成为排列不规则的骨小梁，欠牢固，因而当伤肢负重、内固定物由承受张力变为承受弯曲应力时极易断裂。本组有4例胫骨骨折行内固定术后未到医院复查，8周后开始负重练习（负重10～15kg），12周后完全负重，13～14周后原骨折处疼痛，X线摄片显示内固定物断裂。本组中因早期负重导致内固定物断裂的15例，占功能锻炼不当导致内固定物断裂病例的42.9%。功能锻炼是骨折治疗的原则之一，肢体功能的恢复是骨折治疗的最终的目的。近年来，一些先进的康复设施被引进国内，如ＣＰＭ机、多动能练习器等。但在应用中有很多的误解。ＣＰＭ主要是防止发生功能障碍，维护原有活
动或是维持其他手段所获得的功能恢复。凡无禁忌，均应在麻醉未恢复前或留置术后止痛泵时间内即开始有限度的、渐进的活动［4］。如早期忽视关节锻炼，晚期关节僵直而骨折尚未愈合，采取强力锻炼，很容易使内固定物折断。另一种情况是：医生过分信任“坚强固定”的力度，让患者过于积极的采取一些超前步骤，如踩地、行走、弃拐等，从而造成不可避免的内固定物的失效。
2.3内固定物选择及安放位置不当四肢长管状骨内固定钢板长度至少是骨折端骨干直径的5倍，或远近端至少有4枚螺钉固定；股骨钢板应放置在后外侧（张力侧）或外侧，而不能放在前面［3］。普通钢板不能用于下肢骨折的固定。此种失误常发生于基层医院，由于手术经验不足，或内固定物型号准备不足而勉强手术。本组有2例在乡镇中心卫生院手术，钢板长度不足，而致钢板断裂螺钉脱出。因此，对于基层医院要对四肢骨折足够重视，不要盲目开刀。另外，选择质量合格的产品也是至关重要的。
2.4 延迟愈合或不愈合部分患者没有定期到医院检查，不了解骨折处于延迟愈合或不愈合的状态，盲目相信“伤筋动骨过百天”的说法，在骨折未愈合时行走，导致内固定物断裂。植骨的重要性一期植骨是指骨折内固定的同时植骨，复位时如骨折端存在骨缺损或间隙较大，术后骨愈合困难，此时应取髂骨植骨。凡骨折８个月后，骨折两端未能达到骨性连接的骨折称为骨不连。骨折内固定后４个月未能达到愈合标准的骨折，有些至８个月也未能连接，这些也应当视为骨不连。骨折后一经发现骨不连征象，应当尽早行植骨术，以避免内固定物断裂后，被动手术。
2.5外伤患者在活动中受到外力作用，导致内固定物突然受力面断裂。本组1例，占2.3%。四肢骨折患者大多数术后全身状况良好，骨折临床愈合出院后，肢体不适症状逐渐消失，患者逐渐参加社会活动，未对患肢加以必要保护，此时接受较大暴力，如使用上肢抬重物、用下肢骑车或摔倒，即可造成内固定物折断。此种情况发生时患者多已出院，故此要求临床医生在患者出院时要反复交待，提起患者重视，为防范纠纷发生，还要将医嘱内容写在出院医嘱栏内，防止纠纷的发生。
2.6内固定物质量欠佳内固定物具有生物相容性，在体内具有抗酸、抗碱和不发生化学反应等性能，其表面有一层坚固而光洁的保护膜。若内固定物质量欠佳，使保护膜遭到破坏，在体内发生蚀损后即会导致断裂。本组有2例，占4.5%。该2例内固定物均为钢板，取除的内固定物表面可见严重锈蚀斑迹，说明该钢板质量存在问题，本组未对此类钢板做进一步调查。早期开展的股骨干骨折手术，大多采用了普通钢板、“V”型髓内针、梅花型髓内针等作为内固定材料。由于技术不成熟，内固定材料不坚固，内固定物断裂的发生率较高。自锁髓内钉治疗股骨干骨折具有创伤小、操作简便等优点。但经临床观察，它折断的发生率很高。分析认为自锁髓内钉不够坚固，甚至不能承受不负重的功能锻炼，是导致折断的主要原因。后来放弃使用自锁髓内钉，改用带锁髓内钉治疗股骨干骨折其折断的发生率明显降低。内固定材料性能提高，操作技术规范，内固定物选择适当，骨折断端基本能达到或接近解剖复位。这时骨折内固定物断裂的常见原因如内固定物过短、内固定物薄弱、骨折处骨质缺损、断端不稳定等因素都不复存在。循序渐进的功能锻炼是不会导致内固定物折断的，否则便不是合格的“AO”内固定。这时病人的自身因素，主要是过早负重便成了内固定物断裂的首要原因。
2.5 传统观点认为内固定物折断的原因主要有以下几种：(1)钢板放置未考虑张力带问
题，使钢板受到超负荷的剪应力。(2)钢板选择过短。(3)钢板与骨质接触不良。(4)骨孔未钻在钢板孔中央。(5)有孔无钉。(6)螺钉在钢板下误入骨折面。(7)骨缺损未处理。(8)术后过早下地负重。
在医源性因素去除后，其它因素如年龄、骨折类型、断端血运等，都能影响骨折愈合，使骨折愈合时间延长。内固定物疲劳断裂的机会增加。这时，教会病人如何进行功能锻炼，何时复查、何时负重就显得尤为重要。一个内固定手术只有去除内固定物断裂的医源性因素，才是手术成功的第一步。教会病人如何进行功能锻炼，如何从部分负重过渡到完全负重，
才能保证手术治疗的最后成功。
3 结论
四肢骨折内固定物断裂是创伤骨科引发医患纠纷的主要原因，综上分析，内固定物断裂原因主要是初次手术时技术问题，包括复位、固定及植骨技术；其次为术后功能锻炼不当。解剖复位、坚强固定、及时植骨及术后早期、合理功能锻炼是预防内固定物断裂，防止医患纠纷发生的根本措施。
齿轮轴断齿原因分析 概况描述：生产上的齿轮轴在使用两个星期后，突然发生断齿，给生产造成了很大的损失。为了弄清楚产生断裂的原因， 1、化学成份分析 C Si Mn S P Cr Mo Al 大0.39 0.31 0.52 0.002 0.06 1.5 0.17 0.85 小0.15 0.25 0.55 0.016 0.013 0.75 0.15 从成份上看，大有材料为38CrMoAl，小的材料为20CrMnMo 2、宏观形貌 大：断口处晶粒粗大稍发亮，为脆性断裂。小：断口处晶粒细小，瓷性灰色断口，为韧性断裂。（如图示）
3、金相组织分析 （1）大的金相组织 100X 40X 0.30m m
200X 齿轮表面的渗氮层厚：0.30mm，渗层组织不均匀，渗层硬度801HV1，表面有数条垂直于表面的微裂纹，裂纹周围组织无脱碳，裂纹长度稍长于渗层。 200X 断裂处的显微组织形貌 200X 中心组织：回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。
(2)小的金相组织 200X 40X 渗层深1.5mm 齿轮渗碳层厚1.5mm，有效硬化层厚0.8mm，表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸，渗层硬度637HV1。 200X 表面渗碳和过渡区组织，表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物，
往里为马氏体组织。500X 中心组织：低碳板条马氏体组织。 4、原因分析 （1）大的材料为氮化钢，小的材料为渗碳钢，符合材料的牌号。（2）从金相组织上分析 大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体，为非正常的调质组织，这是因为淬火时，由于加热温度太低或保温时间太短，使铁素体未能完全溶解，经过淬火、回火后，仍存在于基体中。调质后出现这种组织，属于不良的显微组织。齿轮表面有数条微小的细裂纹，这些裂纹的产生是氮化时，由于氮在铁素体中的扩散速度较大，氮化后铁素体中的氮浓度较高，易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。因此渗层组织不均匀（？），致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。 小的渗碳淬火后心部组织为粗大（？）的板条马氏体组织，综合性能比较好，（为热处理过程中温度失控？），渗碳后表面的碳含量很高，在淬火过程中由于应力过大（是有可能）产生裂纹或微裂纹。出现在粗针马氏体针叶上，与马氏体的惯析面成一定的角度，且相互平行。这种淬火后出现的小裂纹在没有及时回火的情况下，就没法弥补，使疲劳强度和使用寿命降低。表面的这些微小的细裂纹的缺陷的存在致使齿轮在使用的过程中受到拉应力的作用而导致断裂。 5、结论 大：预处理组织不合格导致后序的氮化处理过程中组织应力的作用而产生的裂纹是崩齿的主要原因。
植入患者体内的钢板断裂，医院的赔偿责任 案例： 陈某于2011年12月28日因摔伤致左上臂肿痛、畸形就诊于A 医院处，诊断其为左肱骨中下段粉碎性骨折，全身多发性外伤，行切复内固定术+人工骨折植入术。病例显示：A医院为陈某左侧肱骨干骨折使用的金属接骨板为无锡市某医疗器械有限公司生产，规格为8孔。陈某于2012年1月14日出院，复查X线片示左肱骨骨折术后，对位对线良好。病例记载“术后两月之间复查显示内固定位置良好，后一直未予复查”。2013年6月12日陈某因“左侧肱骨骨干骨折术后内固定断裂”就诊于安徽省立医院，2013年6月13日X线片提示左肱骨中段陈旧性骨折，内固定10孔钢板在位，钢板断裂，左肱骨骨干骨折术后骨不连。2013年6月28日，陈某出院，共计花费医疗费31083.05元。 2014年5月22日，安徽某司法鉴定所作出医学鉴定意见：患者陈某左肱骨骨折内固定钢板断裂，与A医院医疗行为有关，为患者陈某使用内固定钢板无合格证，使用医疗器械存在缺陷，A医院医疗行为违法相关规定，存在医疗过错；2015年1月28日，经某司法鉴定中心重新鉴定，作出医学鉴定意见：难以排除A医院在为陈某的诊疗过程中，采用内固定不确切，未进行有效的内固定，履行注意义务不充分，未尽到与其医疗水平相应的诊疗义务，其诊疗行为存在过错。该诊疗过程行为与陈某左侧肱骨干骨折术后骨不连，内固定断裂的损
害后果之间存在因果关系，参与度建议在56%—70%之间为宜；A医院的病例记载与实际情况不符，存在过错。2015年6月10日，经鉴定：被鉴定人陈某因摔伤致左肱骨中段骨折，现遗有左肩、左肘关节活动受限，造成左上肢功能丧失程度达百分之十以上，属X（十）级伤残。 律师分析： A医院在治疗过程中，不但要保证自身诊疗行为没有过错，还要证明其提供的医疗器械不存在质量缺陷。而是否属于缺陷产品，不仅取决于产品是否符号国家标准、行业标准等强制性规定，还要看是否存在潜在的不合格危险。本案中，A医院提供的钢板在植入陈某体内发生断裂，使用期限远未达到A医院医院在出院遗嘱上载明的时间，且A医院提供的钢板合格证标明的是八孔而植入陈某体内的钢板是十孔，两者不符，A医院显然存在过错。作为植入患者体内的钢板，其质量要求远要高于其他产品的质量安全要求。 A医院未提供因陈某自己过错而造成钢板断裂的相关证据，应视为其提供的钢板质量存在质量缺陷，依法应承担相应的赔偿责任。医学鉴定意见书认定：A医院诊疗过错行为与陈某左侧肱骨干骨折术后骨不连，内固定断裂的损害后果之间存在因果关系，参与度建议在56%—70%之间为宜。根据鉴定意见及本案查明的事实，法院可以酌定医疗过错行为与陈某损害后果之参与度。并计算陈某因医疗损害的各项损失，根据确定的医疗过错行为与陈某损害后果之参与度，判定
概况描述：生产上的齿轮轴在使用两个星期后，突然发生断齿，给生产造成了很大的损失。为了弄清楚产生断裂的原因， 1、化学成份分析 从成份上看，大有材料为38 Cr Mo Al ，小的材料为20 Cr MnMo 2、宏观形貌 大：断口处晶粒粗大稍发亮，为脆性断裂。小：断口处晶粒细小，瓷性灰色断口，为韧性断裂。（如图示） 3、金相组织分析 （1）大的金相组织 100X 40X 200X 齿轮表面的渗氮层厚：0.30mm ，渗层硬度801HV 1，表面有数条垂直于表面的微裂纹，裂纹周围组织无脱碳，裂纹长度稍长于渗层。 200X 断裂处的显微组织形貌
200X 中心组织：回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。 (2)小的金相组织 200X 40X 齿轮渗碳层厚1.5 mm，有效硬化层厚0.8 mm，表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸，渗层硬度637HV1。 200X 表面渗碳和过渡区组织，表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物，往里为马氏体组织。500X 中心组织：低碳板条马氏体组织。 4、原因分析 （1）大的材料为氮化钢，小的材料为渗碳钢，符合材料的牌号。（2）从金相组织上分析 大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体，为非正常的调质组织，这是因为淬火时，由于加热温度太低或保温时间太短，使铁素体未能完全溶解，经过淬火、回火后，仍存在于基体中。调质后出现这种组织，属于不良的显微组织。齿轮表面有数条微小的细裂纹，这些裂纹的产生是氮化时，由于氮在铁素体中的扩散速度较大，氮化后铁素体中的氮浓度较高，易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。因此渗层组织不均匀（？），致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。
櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 测试与分析櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 收稿日期：2014-07-17 基金项目：本项目研究得到上海市科学技术委员会的资助，资助课题编号为12DZ2291700。 作者简介：刘国永（1985-），男，河北人，助理工程师，主要从事失效分析及金属材料理化检测工作。联系电 话：021-********?744，E-mail ：lgy040005@163．com 石油钻采设备用阀杆断裂失效分析 刘国永 1，2 （1．上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070；2．上海金属材料改性技术研究中心，上海200070） 摘 要：石油钻采设备中的1Cr13阀杆在使用过程中出现卡死、断裂现象。对阀杆的断口及螺纹卡死区域进行了宏观、微观及化学成分分析。结果表明，阀杆的化学成分基本符合要求，阀杆断裂与其强度 不高及局部严重腐蚀有关。 关键词：阀杆；断裂；腐蚀中图分类号：TG115．2文献标识码：A 文章编号：1008-1690（2014）05-0077-04 Analysis on Fracture of Valve Stem of Oil Drilling Equipment LIU Guoyong （1．Shanghai Institute of Machine Building Technology Co．，Ltd．，Shanghai 200070，China ；2．Shanghai Engineering Ｒesearch Center of Metal Materials Modification ，Shanghai 200070，China ） Abstract ：1Cr13steel valve stem of oil drilling equipment deadlocked and fractured in service．The fracture of valve stem and the deadlock zone of thread were subjected to macroscopic ，microscopic and chemical composition analysises．The results show that the chemical composition of valve stem come up to the standard on the whole ，and that the fracture of valve stem arises from its insufficient strength and being locally seriously corroed．Key words ：valve stem ；fracture ；corrosion 某厂生产的石油钻采系统用阀杆的闸阀装配情况如图1所示。阀杆最大外径约31．8mm ，总长为325mm ，材质为1Cr13。阀杆螺纹区域经表面氮碳共渗处理，要求厚度0．01 0．025mm ，表面硬度≥900HV 。该阀杆在使用过程中卡死，并在外力扭转下出现断裂。本文通过系统的理化检测分析了阀杆的断裂原因。 1宏观分析 阀杆断裂位置如图1所示。可见断裂发生于阀 杆氮碳共渗部位截面突变区域的根部，阀杆近断口区域表面基本呈黑色，并可见局部有黄褐色的锈蚀状斑点。阀杆近端部配有一直径约12．4mm 的销轴，为阀杆的安全销，销轴一方面与杆套起到连接作用，另一方面在阀杆卡死、过载时其会优先断裂，而断裂阀杆的销轴并未出现断裂现象。 阀杆断口宏观形貌如图2所示，断口直径约24mm ，基本呈横向分布。断面近边缘环周内可见 多个小块状塑变平滑区，呈棘轮状分布，拟为切应力下多源启动的切断所致；断面心部区域较粗糙，可见有扭转流变的条纹分布，断口中心沿扭转方向呈向上凸起状，拟为扭转断裂后期瞬间正应力作用所致。断口整体呈过载性扭转断裂特征，近边缘拟为起始区，心部为终断区。断口附近阀杆表面可见多处黄褐色锈蚀斑区分布，表明阀杆曾受腐蚀性介质影响 。 图1闸阀装配情况及阀杆断裂位置 Fig．1 The gate valve assembly and break point of the valve stem
弹簧失效的原因分析 弹簧失效的原因分析 一、佛山弹簧分解弹簧永久变形及其影响因素 弹簧的永久变形是弹簧失效的主要原因之一 弹簧的永久变形，会使弹簧的变形或负荷超出公差范围，而影响机器设备的正常工作。 检查弹簧永久变形的方法 1.快速高温强压处理检查弹簧永久变形：是把弹簧压缩到一定高度或全部并紧，然后放在开水中或温箱保持10～60分钟，再拿出来卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 2.长时间的室温强压处理检查弹簧永久变形：是在室温下，将弹簧压缩或压并若干天，然后卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 二、弹簧断裂及其影响因素 弹簧的断裂破坏也是弹簧的主要失效形式之一 弹簧断裂形式可分为；疲劳断裂，环境破坏（氢脆或应力腐蚀断裂）及过载断裂。 弹簧的疲劳断裂： 弹簧的疲劳断裂原因：属于设计错误，材料缺陷，制造不当及工作环境恶劣等因素。 疲劳裂纹往往起源于弹簧的高应力区，如拉伸弹簧的钩环、压缩弹簧的内表面、压缩弹簧（两端面加工的压缩弹簧）的两端面。 受力状态对疲劳寿命的影响 （a）恒定载荷状态下工作的弹簧比恒定位移条件下工作的弹簧，其疲劳寿命短得多。 （b）受单向载荷的弹簧比受双向载荷的弹簧的疲劳寿命要长得多。 （c）载荷振幅较大的弹簧比载荷振幅较少的弹簧的疲劳寿命要短得多。 腐蚀疲劳和摩擦疲劳 腐蚀疲劳：在腐蚀条件下，弹簧材料的疲劳强度显著降低，弹簧的疲劳寿命也大大缩短。 摩擦疲劳：由于摩擦磨损产生细微的裂纹而导致破坏的现象叫摩擦疲劳。 弹簧过载断裂 弹簧的外加载荷超过弹簧危险截面所有承受的极限应力时，弹簧将发生断裂，这种断裂称为过载断裂。 过载断裂的形式 (a)强裂弯曲引起的断裂; (b)冲击载荷引起的断裂; (c)偏心载荷引起的断裂 佛山弹簧后处理的缺陷原因及防止措施 缺陷一：脱碳 对弹簧性能影响：疲劳寿命低 缺陷产生原因：1、空气炉加热淬火未保护气2、盐浴脱氧不彻底 防止措施：1、空气炉加热淬火应通保护气或滴有机溶液保护：盐浴炉加热时，盐浴应脱氧，杂质BAO质量分数小于0.2％。2、加强对原材料表面质量检查 缺陷二：淬火后硬度不足
钢丝断裂原因分析
一、夹杂物引起断裂 线材中非金属夹杂物的存在，破坏了组织的连续性，起到了一个显微裂纹的作用。当受到外力作用时，在夹杂物的顶端首先产生附加的应力集中。尤其在原奥氏体晶粒交界处出现的大块状、条状或片状碳化物，这些异常碳化物在材料冷变形时，严重地阻塞了位错的移动，致使该处产生应力集中。当应力集中达到一定大小时便会使碳化物开裂，或在碳化物与基体交界处产生裂纹。当裂纹达到失稳状态尺寸，地瞬时产生断裂。 非金属夹杂物的多少是衡量帘线钢质量高低的一个重要因素。在用SEM对断口进行分析的过程中，经常发现非金属夹杂物。在典型的杯锥状断口上有时候就能发现夹杂物，SEM表明大多为三氧化二铝夹杂或其它高熔点脆性夹杂物。其避免主要是通过精炼，使夹杂物变为塑性低熔点夹杂物。 脆性夹杂物是引起钢丝断裂的重要原因之一，而夹杂物引起断裂分为以下几种形势： 1、夹杂物与钢基体之间界面脱开 拉伸过程中，在夹杂物周围的局部加剧了应力集中；裂纹优先在与拉应力垂直的夹杂物与基体的界面产生并沿着夹杂物与钢基体界面扩展，致使夹杂物与基体界面脱开。 2、夹杂物本身开裂
由于脆性较矮杂物本身具有缺陷，在拉伸过程中，在缺陷处产生严重的应力集中，由于局部应力升高而导致夹杂物本身开裂。; 3、混合开裂 钢中非金属夹杂物的形状、分布是没有规律的，因此夹杂物在钢中引起裂纹也是随机性的，取决于夹杂物的性质、尺寸、形状及分布，对于同类型的夹杂物，由于形状、分布和受力方向不同，往往产生断裂的情况也不尽相同，有时两种断裂方式同时存在，有时两种断裂方式交替进行。4、沿两种不同类型夹杂物的相界开裂 钢中经常出现几种夹杂物相共生在一起的复合夹杂物，由于各类夹杂物之间的力学性能和物理性质不同，相界结合力较弱，在拉应力作用下容易从相界开裂。 二、偏析引起的钢丝断裂 在一定程度上，中心偏析对钢丝拉断的危害必脆性夹杂物。因为偏析在更大程度上影响了钢丝的延伸性，从而使塑性变形不能在存在偏析的地方产生。在钢丝最初的拉拔过程中偏析导致小的裂纹的出现，等进入了最终拉拔时就导致了人字形断口(chevroncracks) 在连铸过程中减少中心偏析的途径有以下几个： 1、中心偏析随着中包过热度的降低而降低，因此中包的钢液温度应该尽可能的低；
阀门常见问题及处理方法大全 阀门泄露的处理方法 在日常生活中，受到环境和各种因素的影响，阀门在使用过程中会出现泄漏的现象。 一、阀体和阀盖的泄漏： 原因： 1.铸铁件铸造质量不高，阀体和阀盖体上有砂眼、松散组织、夹渣等缺陷 2.天冷冻裂； 3.焊接不良，存在着夹渣、未焊接，应力裂纹等缺陷； 4.铸铁阀门被重物撞击后损坏。 维护方法： 1.提高铸造质量，安装前严格按规定进行强度试验； 2.对气温在0°和0°以下的阀门，应进行保温或拌热，停止使用的阀门应排除积水 3.由焊接组成的阀体和阀盖的焊缝，应按有关焊接操作规程进行，焊后还应进行探伤和强度试验； 4.阀门上禁止推放重物，不允许用手锤撞击铸铁和非金属阀门，大口径阀门的安装应有支架。 二、填料处的泄露（阀门的外漏，填料处占的比例为最大） 原因： 1．填料选用不对，不耐介质的腐蚀，不耐阀门高压或真空、高温或低温的使用； 2．填料安装不对，存在着以小代大、螺旋盘绕接头不良、上紧下松等缺陷； 3．填料超过使用期，已老化，丧失弹性 4．阀杆精度不高，有弯曲、腐蚀、磨损等缺陷 5．填料圈数不足，压盖未压紧； 6．压盖、螺栓、和其他部件损坏，使压盖无法压紧； 7．操作不当，用力过猛等； 8．压盖歪斜，压盖与阀杆间空隙过小或过大，致使阀杆磨损，填料损坏。 维护方法： 1．应按工况条件选用填料的材料和型式；
2．按有关规定正确的安装填料，盘根应逐圈安放压紧，接头应成30℃或45℃； 3．使用期过长、老化、损坏的填料应及时更换； 4．阀杆弯曲、磨损后应进矫直、修复，对损坏严重的应及时更换； 5．填料应按规定的圈数安装，压盖应对称均匀地把紧，压套应有5mm以上的预紧间隙；6．损坏的压盖、螺栓及其他部件，应及时修复或更换； 7．应遵守操作规程，除撞击式手轮外，以匀速正常力量操作； 8．应均匀对称拧紧压盖螺栓，压盖与阀杆间隙过小，应适当增大其间隙；压盖与阀杆间隙 过大，应予更换。 三、密封面的泄漏 原因： 1、密封面研磨不平，不能形成密合线； 2、阀杆与关闭件的连接处顶心悬空、不正或磨损； 3、阀杆弯曲或装配不正，使关闭件歪斜或不逢中； 4、密封面材质量选用不当或没有按工况条件选用阀 维护方法： 1、按工况条件正确选用颠垫片的材料和型式； 2、精心调节，平稳操作； 3、应均匀对称地拧螺栓，必要时应使用扭力扳手，预紧力应符合要求，不可过大或小。法兰和螺纹连接处应有一定的预紧间隙； 4、垫片装配应逢中对正，受力均匀，垫片不允许搭接和使用双垫片； 5、静密封面腐蚀、损坏加工、加工质量不高，应进行修理、研磨，进行着色检查，使静密封面符合有关要求； 6、安装垫片时应注意清洁，密封面应用煤油清，垫片不应落地。 四、密封圈连结处的泄漏 原因： 1、密封圈辗压不严
螺栓断裂原因分析 螺栓的抗拉强度比想象中强得多，以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固几十公斤的部件，只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺栓的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 很多螺栓断裂的最终分析认为是超过螺栓的疲劳强度而损坏，但是螺栓在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次才会损坏。换句话说，螺栓在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了螺栓能力的万分之一，所以说螺栓的损坏也不是因为螺栓疲劳强度。 静态紧固用螺栓很少会自行松动，也很少出现断裂情况。但是在冲击，振动，变载荷情况下使用的螺栓就会出现松动和断裂的情况。 所以我认为螺栓损坏的真正原因是松动。螺栓松动后，螺纹和连接件之间产生微小间隙，冲击和振动会产生巨大的动能mv^2，这种巨大的动能直接作用于螺栓，受轴向力作用的螺栓可能会被拉断。受径向力作用的螺栓可能会被剪断。 因此设计时，对于关键的运动部位的连接紧固要注意防松设计。 自锁螺母尼龙锁紧螺母以上为两种形式的锁紧螺母。 对于弹簧垫片的放松效果，一直存在争议。 弹簧垫圈的放松原理是在把弹簧垫圈压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母和螺栓连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件的表面，从而防止螺栓相对于被连接件回转。
以M16螺栓连接为例，实验显示用约10N.m的螺栓预紧力矩就可以将16弹簧垫圈完全压平。弹簧垫圈只能提供10N.m的弹力，而10N.m的弹力对于280N.m的螺栓预紧力矩来说可以忽略，其次，这么小的力，不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察，螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以，弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。另外，在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈，如果垫圈质量有问题，相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。
重卡钢板弹簧断裂失效分析 白培谦 泮战侠 慕松 赵鹏英 杜飞 （陕西汽车集团有限责任公司质量管理部，陕西西安，710200） 摘 要：通过宏观检查、化学成分分析、硬度测试以及微观组织检查等结果分析，确定了重型卡车用钢板弹簧断裂原因。分析结果表明：因超载使钢板弹簧出现过度反弓，造成板簧卡中的螺栓与钢板弹簧动态接触，发生磨损腐蚀现象，在过大的交变应力下出现疲劳断裂。并提出了防止其发生断裂事故的预防措施。 关键词：钢板弹簧；磨损腐蚀；交变应力；疲劳断裂 Fracture Failure Analysis of Heavy Truck Leaf Spring Bai Pei-qian, PAN Zhan-xia, Mu Song, Zhao Peng-ying, Du Fei, (1.Shaanxi Automobile Group Co., Ltd. Quality Management Department, Xi ’an 710200, China ) Abstract:The fracture cause of heavy truck leafspring is researched by macrography, chemical composition analysis, hardness test and microstructure test. The research shows that leaf spring excessive inverse arch-shaped for overload causes Frictional Contact between plate spring bolt and leaf spring and erosion corrosion and the leaf spring is broken for fatigue fracture Under alternating stress. In the paper the measures of preventing leaf spring fracture accident is put forward. Key words: leaf spring; erosion corrosion; alternating stress; fatigue fracture. 钢板弹簧是汽车悬架中重要的弹性元件，主要影响汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性，在车辆行驶过程中起到缓冲减振的作用。 同批次某矿山用短途重载卡车行驶约六千公里后发生四起钢板弹簧断裂事故。断裂钢板弹簧材料为50CrV A ，其生产工艺为：下料→钻孔→卷耳→淬火→回火→喷丸→装配→预压→喷漆。为了查明钢板弹簧断裂原因，对断裂失效件进行检查分析。 1 检查与结果 1.1 宏观检查 断裂发生在前钢板弹簧组第一片后侧板簧卡附近，见图1（a ）箭头所示位置，距吊耳孔中心约26cm 处，断口侧表面可见明显磨损腐蚀痕迹，见图1（b ）所示。在体视显微镜下观察钢板弹簧侧表面磨损腐蚀区域发现：断口侧表面磨损腐蚀区域呈现红褐色，仔细观察存在大量裂纹，且出现腐蚀坑，见图2。 （a ） (b) 图1 断裂位置及外观 Fig.1 the fracture position and appearance 收稿日期：
一、船舶柴油机排气阀故障的原因分析 １、排气阀的工作条件 船舶柴油机中排气阀的工作条件十分恶劣，气阀底面与高温燃烧产物直接接触，在气阀开启期间还承受着高温（900～1000°C）和具有腐蚀性气体的高速（达600m/s）冲刷，气阀中心温度高达700～800°C，在阀盘与阀杆过渡圆弧中段，温度也有600～700°C，排气阀工作温度分布如图1-1所示。过高的温度会使金属材料的机械性能降低，材料发生热变形。当阀面密封不严时，就会引起高温燃气对阀面的烧损。气阀落座时，阀与阀座的惯性力和弹簧作用力的共同作用下，还承受着相当大的冲击性交变载荷，在气阀出现跳动或气阀间隙增大时，这种载荷会明显增加。阀与阀座的撞击，容易形成密封面的变形和严重的磨损。因船用柴油机绝大部分多为增压柴油机，由于进气道内的新鲜空气压力阻止了从气阀导管中获得滑油的可能，因此，金属之间易发生干摩擦。但在一般柴油机的气阀以及增压柴油机的排气阀座合金面间总会布有一层滑油或烟油等润滑物。此外，阀杆与导管间也会发生磨损，阀杆顶端受摇臂的撞击与磨损。 图1
２、附加因素的影响 由于燃油价格不断上涨，航运市场竞争激烈，船东为了降低成本来达到提高竞争能力、获得更多利润的目的，均使用低价、劣质的燃油。这些燃油的粘度高，滞燃期长，而且钒、钠和硫的含量比较高。这种燃油在柴油机中燃烧时，渣油中所含的排放物（燃料灰份）仅仅有一部分与排出的气体一起离开机器，而剩余部分仍然留在发动机内一些高温（497?797°C）的零件上。例如，排气阔和活塞顶，形成沉积，造成所谓的“高温腐蚀”。到目前为止，还没有经济上合理的工艺过程能从渣油中除去腐蚀元素，连高级合金钢和堆焊排气阀钢也受到燃油的腐蚀。 在柴油机运行中违反用车保养规定，低温启动柴油机，低温强迫加载，柴油机气缸燃烧温度急剧变化，在柴油机负载状态下，急剧变换手柄位，使柴油机气缸燃烧状态恶化，大量雾化不良的粗大重油粒子喷入气缸，造成严重的后燃及不完个燃烧，严重积炭使排气阀的阀线表面也被积炭污染，甚至造成主机的起动困难，这就成为下次主机开车不久后的油头及排气阀故障的隐患，因此这些操纵、保养柴油机的不良习惯也是引发柴油机气阀故障的因素。 二、排气阀常见故障分析 １、排气阀烧损 排气阀烧损是排气阀最常见故障。主要原因是排气阀密封不严，造成高温燃气泄漏，使该处严重过热，甚至熔穿金属材料。造成排气阀密封不良的原因主要有以下几点：⑴由于阀盘不同部位的形状、厚度不同，受热、散热条件不同，阀盘圆周上的温度分布不均匀，中心温度高于周边温度，造成气阀阀盘径向上的温度差，过大的温差将造成阀盘的变形从而导致漏气的产生。⑵船用燃油中含有的杂质在经过燃烧室内的各种复杂热过程后在排气阀阀盘及阀座密封锥面沉积成一层混有碳粒的玻璃状较硬较脆物质，其内混有硫酸钠、硫酸钙、氧化铁等物质。当此层玻璃状沉积物沉积厚度过大时，在闭阀时的撞击力下会发生裂纹，反复撞击后进而发展成剥落，从而形成高温燃气喷出通道使气阀烧损。⑶普通排气阀密封锥面在工作温度下硬度并不是很高，沉积的硬质燃烧产物颗粒在闭阀的撞击下，可使密封面出现凹坑，从而形成漏气。 ２、排气阀高温腐蚀 目前在航运市场上普遍使用的劣质燃油中含有大量钒、钠和硫等元素。在燃烧过程中．硫、钒和钠等元素形成氧化硫、五氧化二钒和氧化钠等（这些氧化物的化学成份取决于过量氧气和燃烧温度）。氧化物之间要发生反应，而且还要与滑油中的钙反应，形成低熔点的盐类，有硫酸钠，硫酸钙和不同成份的钒酸钠等。这些盐类混合物熔点一般为535°C 左右，同时具有较强的腐蚀性。当零件温度在550°C 以上时，足以使钒、钠化台物处于熔化状态，附着于零件表面。当排气阀在工作中时，由于排气原因（气阀温度可达650?800°C 以上），使它以液态形成沉积在阀盘及阀座以及阀杆与阀面的过渡表面上。这时即使是非常耐腐蚀的硬质合金钢也会受到腐蚀，腐蚀结果在密封锥面上形成麻点、凹坑．凹坑相连就可能造成漏气。由于上述腐蚀是高温条件下产生的，所以称之为“高温腐蚀”。 在上述高温腐蚀的有害元素中以钒的危害性为最大。 ３、气阀密封锥面磨损过快 在燃烧室内的爆发压力作用下阀座与阀盘都发生弹性变形，气阀落座撞击也会造成阀座及阀盘的弹性变形，这样会使阀盘锥面反复楔入时，密封锥面产生相对运动，造成密封锥面磨损。气阀间隙过大，阀盘与阀座刚度不足，气阀与阀座材料性能达不到要求或不匹配，重油中含有较多的钒、钠、硫等有害元素，高负荷运行或燃烧恶化，冷却不良，阀杆与导管间隙过大，气阀机构振动使气阀落座速度过大等，都能使磨损速率增大。 ４、阀盘与阀杆断裂 在阀盘与阀杆的过渡圆角处和阀杆装设卡块的凹槽处，由于这些部位应力容易集中，当应力集中到一定程度，就会发生疲劳断裂破坏。造成断裂的原因有：阀杆与导管的间隙过大；阀盘与阀座的变形使局部受力过大；气阀间隙过大，敲击严重疲劳破坏；气阀机构的振动。阀杆装设卡块的凹槽处是气阀的最薄弱部位，若该处凹槽加工工艺不良或闭阀冲击力较重也会产生疲劳断裂。 ５、气阀卡死 气阀卡死主要是因为气阀阀杆和导管之间间隙过小，当受热膨胀后二者间隙过盈发生卡死现象。另一方面，当阀杆发生弯曲变形时也会使阀杆卡死在导管中。 ６、气阀弹簧断裂
骨折手术钢板为什么会断裂 骨折手术有时候需要用钢板来固定，对于骨折患者来说，考虑骨折手术钢板的安全性是必须的，有些朋友会发生钢板断裂的情况，那么骨折手术钢板为什么会断裂呢？接下来，本文就为大家介绍骨折手术钢板为什么会断裂的相关内容，想要了解这些知识的朋友可以接着往下看哦！ 骨折以后出现骨折移位，如果不稳定骨折断端，就有骨折再移位的趋势、需要固定维持断端位置。钢板、髓内钉等内固定物起连接、稳定骨折断端作用。目的是早期活动，预防肢体不动引发的各种并发症，如关节僵硬、废用骨质疏松、肌肉萎缩等。 稳定骨折断端的方法很多，石膏、支具等外固定有固定不确实的缺点，也就是说骨折可能再移位。 钢板的作用是连接骨折断端、稳定骨折断端、允许肢体在非
负重条件下运动，也就是说早期肢体运动时力的传导是靠钢板传递的；内固定物是刚体，再硬的刚体也有疲劳断裂的时候，就像小时候，家里没有钳子，想把钢丝折断的方法就是反复的折弯钢丝。 既然钢板会断裂为什么还用钢板固定呢？ 原因是骨折经过固定以后会逐渐愈合、产生骨痂，肢体力的传导逐渐由早期的经内固定物传导、逐渐过渡到内固定物和骨痂共同传导、最后只通过骨骼传导，这时钢板就没有力传导的作用了。所以留在体内已经没有任何作用。 骨折手术钢板需要取出来吗？这些内置物在置入体内以前 均经过生物相容性的检测，也就是说，可以留在体内终生不取；如果取出内固定物，就需要手术，其实取出的过程和置入的过程一样，也是一次创伤。这样看来就没有必要经历这次损伤。 为什么有些人一定要取出来呢？钢板有些固定的位置位于
皮下，刺激皮肤引起疼痛；接近神经干，刺激神经；有些人还有金属过敏。所以并不是所有人都有不舒适的感觉，而且有些不舒适与内植物无关，是和创伤有关，也就是说即使取出内植物，这种不舒适还是存在的。 以上就是关于骨折手术钢板为什么会断裂的相关介绍，相信大家看了上面的介绍之后，对骨折手术钢板为什么会断裂这个问题已经找到答案了。其实当钢板断裂时，骨折处已经早就愈合了。因此，钢板断裂也没什么关系的。希望通过本文的介绍，对想要了解骨折手术钢板为什么会断裂的朋友有所帮助。
M10-45H 内六角紧定螺钉 断裂分析 据客户反映，由本公司供应的M10-45H 紧定螺钉，安装过程中发生故障。 现状：M10-45H 内六角紧定螺钉，在密封锁紧螺母安装过程中发生断裂； 安装过程：在部件上指定部位使用43~48N.m 扭矩旋入紧定螺钉（作为限位螺钉使用），然后，在紧定螺钉露出端使用43~48N.m 的终拧扭矩旋入密封锁紧螺母并拧紧，防止螺钉与基体之间的间隙造成介质渗漏。 一，失效件检测分析： 1，断口形貌宏观观察： 断面基本与轴线垂直，颜色灰色，颗粒细小均匀；放大10倍进行观测，未见目测可见原始裂纹。 2，机械性能检测： 3，金相检测分析： 沿轴线使用线切割方式制样，检测了纵向剖面的金相组织。如下图图1和图2。 图1 芯部金相x500 芯部金相组织：回火马氏体+回火屈氏体 图2 螺纹金相x200 螺纹部位金相：无脱碳层或渗碳层 4，化学成分分析： 合金钢SCM435: 0.35%C, 0.21%Si, 0.70%Mn, 0.013%P, 0.007%S, 1.04%Cr, 0.185%Mo 符合GB3098.3对45H 级螺钉的材质要求。 失效件检测分析表明，该产品机械性能和使用材料完全符合GB3098.3标准要求 二，断裂原因分析： 对失效件的机械性能检测、金相组织检测、化学成分检测结果表明，产品完全符合标准规范。 对照标准GB/T 3098.3-2000，在标准条文内第一章，标准范围，对该产品的描述，第一段有明确：本标 准 规 定了由碳钢或合金钢制造的、在环境温度为10-35℃条件下进行试验时，螺纹公称直径为1.6- 24m m 的紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件机械性能。如下截图：
甘肃冶金 2001年3月 第1期钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径 贾 静 (兰州钢铁公司 甘肃省 兰州市 730020) 摘 要 分析了钢锭(坯)轧制过程中出现翘皮、裂纹、断裂等常见缺陷的原因,并且提出了解决问题的途径。 关键词 分析解决 缺陷 途径 1 前言 钢锭(坯)在轧制过程中会出现翘皮、裂缝、断裂等多种缺陷而致废。由于种种原因,90年代初以来,特别是近几年里,钢锭(坯)轧裂和翘皮的数量骤然上升并有居高不下之势。为此,我们将近几年来发生的钢锭(坯)轧废情况统计分析结果列于表1(数据以每年退换钢锭的数量为依据)。 表1 钢锭(坯)轧裂退换统计表 年 份钢 种废品数量致 废 原 因小 时(t) 1995 1996 1997 1998 1999Q195—Q235沸钢258钢锭重接19.08t,翘皮、断裂Q235镇静钢— Q195—Q235沸钢118翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯70夹杂、断裂 20M nSi钢47断裂 Q195—Q235沸钢44翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯80夹杂、断裂 1502Q235连铸坯40脱方 Q235镇静钢100纵裂纹、发纹 Q195—Q235沸钢220翘皮、断裂 Q235镇静钢110裂纹、断裂 Q195—Q235沸钢20断裂、裂口 Q235镇静钢240纵裂纹、裂口、断裂 258 235 264 330 260 9 收稿日期:2000-12-28
表1的统计结果表明: 早期镇静钢锭质量比沸腾钢锭的好,但近两年来质量有下滑趋势。 钢锭(坯)在轧制过程中退废的主要缺陷是翘皮、裂纹和断裂。平均每年退换钢锭293t ,由此造成的经济损失30余万元。 根据金属学和钢的热塑性变形原理,结合现场生产的实际情况,作者对这些缺陷的成因从炼钢工艺和轧钢工艺两方面进行分析。2 炼钢工艺对钢锭质量的影响2.1 化学成分的影响 对于碳素结构钢来讲,就元素影响而言造成轧制过程中出现裂纹、断裂极为有关的元素有S 、M n 、P 、Cu 。2.1.1 元素S 、M n 的影响及S 的“ 热脆”缺陷对大量轧裂钢锭化学成分的分析结果表明,元素S 的超标准上限及元素Mn 的低标准下限是钢锭轧裂的重要原因。 高硫钢锭经轧制后通身四面都有严重裂缝,有时只经过粗轧几道就断成碎块。其致废的机理是:S 是生铁或燃料中天然存在的杂质,由于S 在固态Fe 中的溶解度很小,几乎不能溶解。它在钢中以FeS 的形式存在,而FeS 和Fe 易形成熔点较低(仅有985℃)的共晶体,当钢在1100～1200℃进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体固熔化而导致开裂,这就是通常所说的S 的“热脆”现象。在冶炼中为了清除S 的有害作用,必须增加钢中的含M n 量,使Mn 与S 优先形成高熔点的M nS,其熔点高达1620℃而且呈粒状分布于晶粒中,从而可以有效地防止或避免S 在钢中的“热脆”现象。2.1.2 元素P 的影响及P 的“冷脆”缺陷 通常,元素P 超标的钢锭在热轧过程中不出现裂纹或断裂,但成品坯(材)冷却至室温就会发生“冷脆”现象,在远远小于钢材力学指标力的作用下就发生脆断。 其机理是:室温下钢中的P 可全部溶于钢的铁素体中,使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性显著降低。这种钢坯(材)的“冷脆”现象在我厂的生产中偶有发生。2.1.3 元素Cu 的影响及富Cu 轧制的网状裂纹 1997年10月,我厂轧制的Q 235镇静钢68方坯有两批总重量101.36t 成品钢坯表面出现了严重的裂纹,其症状如图1所示,可见钢坯通身有网状裂纹。经取样做成分分析发现Cu 含量在0.6%～0.8%,严重超标。 图1 富铜轧制的网状裂纹 元素Cu 超标造成钢锭热轧开裂的原因是:由于西域废钢资源的特点,含Cu 量有时较高。当钢中含Cu 量超过0.4%且它在加热炉中的氧化性气氛中较长时间加热时,由于选择性氧化的结果,在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富Cu 合金,这层合金在约1100℃时熔化并浸蚀钢的表层,使钢在热加工时开裂并多形成网状裂纹。 因此,在技术标准中对碳素结构钢中残余铜元素的含量有明确规定,应该不高于0.3%。2.2 炼钢脱氧操作及浇注工艺的影响 我厂轧制钢锭从脱氧方式上分沸腾钢和镇静钢。由于钢液脱氧方式及结晶热力学的条件10
螺栓断裂原因的分析 一般情况下，我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析： 第一、螺栓的质量 第二、螺栓的预紧力矩 第三、螺栓的强度 第四、螺栓的疲劳强度 实际上，螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的，是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同，最后，我们总能从疲劳强度上找到原因，实际上，疲劳强度大得我们无法想象，螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。 一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度： 以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度： 螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说，螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了它大能力的万分之一，所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。 三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动： 螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能mv2，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。 受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。 受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。 四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在： 以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨，其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓，每根螺栓的抗拉力为110吨，预紧力取抗拉力一半计算，预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断，现在准备改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解决不了。 螺栓断裂，人们最容易得出的结论是强度不够，因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力，其摩擦力也得到了增加，当然防松效果也可以得到改善，但这种办法其实是一种非专业的办法，它的投入太大，收益太小。 总之，螺栓是：“不松不断，一松就断。”
摘要：文章针对斯太尔991车发生的进口板簧断裂事故，在分析失效件的基础上，采取有关材料失效分析技术，得出该板簧的早期失效原因，为有效控制产品质量提供了依据。 1 概述 重汽公司技术中心质检所在总后试车场进行斯太尔991车3万km 道路试验中，汽车在行驶至17491km时，车上装用的进口板簧左前板簧第一片断裂，行驶至19696km时后板簧第一片、第二片断裂。为查明失效原因，特对断裂件进行了分析。 2 断口宏观观察 前簧断在离骑马螺栓中心孔350mm处，在板簧受拉面有两个裂纹源，裂纹源产生在直径约3mm的小坑内；断口具有典型早期疲劳失效特征:具有贝壳纹特征的疲劳裂纹扩展区占整个断面的10%左右，瞬断区占90%左右，如图1所示。 后簧第二片断在包耳开卷处，断口为早期疲劳失效特征，断口附近有多处疲劳裂纹源(如图2所示)，且在断口附近有多条与断口同向深度在0.2mm左右的裂纹。
图1 前簧宏观断口(箭头指裂纹源) 图2 后簧第二片宏观断口(箭头指裂纹源) 3 化学成分 化学成分检测结果见表1，符合DIN17222中58CrV4的成分要求。 4 硬度检查 前后簧布氏硬度测量结果为：前簧HB417，后簧HB411。 5 金相检查
(1)前簧 在断裂处附近取样，基体为回火屈氏体组织，表面脱碳层深度为0.21mm。显微硬度检查脱碳层如表2。 在裂纹源小坑处取样，表层为白亮层，白亮层厚度约为0.2mm；对试样进一步腐蚀，经观察得知白亮层为马氏体组织，如图3所示；白亮层显微硬度HV0.2=743，心部基体显微硬度HV0.2=396。 图3 白亮层组织400× (2)后簧 在裂纹附近取样，心部为回火屈氏体组织，表面脱碳层为0.28mm。显微硬度检验脱碳层，结果见表3。
汽车钢板弹簧断裂分析方法 李 涛 （江西五十铃汽车有限公司） 摘要：汽车钢板弹簧在路试或使用中会偶发断裂现象，分析断裂原因的方法应从 断裂宏观、微观入手，对断裂件进行化学成分、低倍组织、夹杂物、硬度、金相、 脱碳层及喷丸检验，从而找出断裂的根本原因。 关键词：钢板弹簧；早期；断裂；分析；热处理；喷丸； Auto leaf spring fracture analysis method Li Tao (Jiang Xi ISUZU Motors Co., Ltd.) Abstract: Auto leaf spring in the road test or use will be accidental fracture phenomenon, this paper analyzes the reasons of fracture method from macro and micro fracture of the broken pieces of chemical composition, macrostructure, inclusions, hardness, metallographic, decarburization layer and shot peening inspection, so as to find out the root cause of the fracture. Key words:Leaf spring；Early；Fracture；Analysis；Heat treatment；Shot peening； 汽车钢板弹簧（下简称：板簧）是汽车关键的弹性元件，主要功能是当路面 对轮子传输冲击力时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用，纵向布置时还具 有导向传力的作用[1]。 在路试和正常的使用中会偶发板簧断裂现象，在排除设计原因导致产品强度 不够导致断裂的前提下，为查找到断裂的根本原因对其分析过程进行详细诠释。 一、 断裂宏观微观分析 1.断裂位置 常规的板簧断裂位置为U型螺栓夹紧位置附近，此种断裂多为板簧寿命达 到极限，因板簧在设计过程中此区域为应力最大区（除等应力板簧）[2]，见下图： 板簧中心孔发生断裂，此种断裂多为对板簧的夹紧出现松动，中心孔为U 型螺栓夹紧的范围内，此段通称为无效段，因U型螺栓夹紧后此段不受到任何 力的作用，但是当U型螺栓夹紧段发生松动后，此段将后受到外部传来的应力， 而中心孔位置本身就是“缺陷”位置，故会产生应力集中，从而导致板簧发生断 裂，此种断裂多数不为板簧本身质量问题。 板簧其他位置发生断裂，这种断裂通常为异常断裂，或因产品本身质量问题 导致断裂，或因外部原因导致板簧产生缺陷导致断裂。