轮胎螺栓断裂原因分析

AUTO TIME153AUTO PARTS | 汽车零部件时代汽车 轮毂螺母垫片断裂失效分析谢仔新宇星紧固件（嘉兴）股份有限公司 浙江省嘉兴市 314305摘 要： 材料为ML40Cr 的车轮轮毂螺母在装配后发现垫片断裂失效现象，通过宏观检查、断口分析、金相检测、硬度检测、化学成分分析、综合分析分析、氢含量测定等方法对垫片断裂原因进行分析。

结果表明：垫片表面在挤压过程中产生的微裂纹，在酸洗、镀锌等过程中，氢沿裂纹渗入基体，由于垫片硬度要求较高，从而导致氢脆开裂并扩展。

最终在装配应力作 用下发生断裂失效。

关键词：ML40Cr　轮毂螺母　断裂　硬度　氢脆轮毂螺母在装配后发现有垫圈开裂现象。

在其中部分轮毂中发现有1-2只开裂现象。

该螺母和垫圈材料均为ML40Cr，该垫圈加工工艺为：原材料球化—酸洗磷皂化—拉丝—切料压扁—退火—磷皂化—冷挤压—热处理—压圈—镀锌，热处理后硬度为38-44HRC。

为检查该批产品的断裂原因，以便防止后期在出现类似质量问题，笔者对断裂垫片进行检验和分析。

1　理化检查1.1　宏观观察实物如图1所示，材料为ML40Cr，从实物可见，垫圈存在两处开裂，为方便描述，现将两处分别标记为1#和2#。

1#2#图1　试样宏观形貌采用体视显微镜对样品进行宏观检查，图2所示为两处断口宏观形貌，可见断面均粗糙，隐约可见放射痕迹，放射痕迹收敛于垫圈内侧凹槽处（红色虚线框标记处），因此，该处为裂纹源区。

观察裂纹源区附近表面，可见存在金属堆积现象，如图3所示。

1.2　断口分析采用扫描电子显微镜分别对1#和2#断面进行微观形貌观察，图4所示为断面低倍形貌，可见，断面均可见放射状痕迹，裂纹 源区分别位于A1区和A2区边缘，为方便描述，现将断面分为A1、B1、C1和A2、B2、C2不同区域进一步描述。

图5为断面A1区微观形貌，断面为冰糖状沿晶形貌，并伴有晶间二次裂纹，局部晶面可见“鸡爪纹”。

图6所示为断面C2区微观形貌，可见为“冰糖状”沿晶形貌，并伴有晶间二次裂纹，局部晶面可见“鸡爪纹”。

螺栓断裂的主要原因及防治
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。

螺纹紧固件的松动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。

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。

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：
目前，最先进和效果最好的防松方式是唐氏螺纹紧固件防松方式。

唐氏螺栓在四辊破碎机上使用、在液压破碎锤上使用，其强度都没有增加，而螺栓不再断裂了。

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螺栓断裂分析报告1. 引言螺栓是一种常见的连接元件，广泛应用于工程领域。

然而，在使用过程中，螺栓的断裂可能会导致严重的安全事故和设备损坏。

因此，对螺栓的断裂原因进行分析非常重要。

本文将介绍螺栓断裂的分析步骤，以帮助读者更好地了解螺栓断裂的原因，并提供相应的解决方案。

2. 分析步骤螺栓断裂分析通常可以按照以下步骤进行：2.1 收集断裂螺栓样本首先，需要收集断裂的螺栓样本。

这些样本应来自不同的工程项目，并涵盖不同的工作条件。

收集足够数量的样本有助于得出准确的结论。

2.2 观察断口形貌通过对断裂螺栓的断口形貌进行观察可以初步判断断裂的原因。

断口形貌可以分为韧性断口、脆性断口等。

韧性断口常常表明螺栓断裂是由于受到超负荷载荷所致，而脆性断口则意味着存在其他问题。

2.3 进行金相分析金相分析是一种常用的分析方法，通过对螺栓样本进行金相薄片制备和观察，可以获得螺栓的组织结构信息。

通过金相分析，可以检测到螺栓材料中的缺陷、夹杂物、氧化层等问题。

2.4 进行力学性能测试力学性能测试是评估螺栓质量的重要手段。

通过对螺栓样本进行拉伸试验、硬度测试等，可以了解螺栓的强度、韧性等性能参数。

与标准数值进行对比，可以判断螺栓是否达到设计要求。

2.5 考虑工况因素分析断裂螺栓时，还需要考虑螺栓所处的工作条件。

例如，工作温度、湿度、振动等因素都可能对螺栓的性能产生影响。

通过分析工况因素，可以找到与断裂相关的潜在问题。

2.6 结果分析与解决方案综合以上分析结果，可以得出螺栓断裂的原因。

根据不同的原因，提出相应的解决方案。

例如，如果断裂原因是由于材料质量问题，可以优化材料制备过程；如果是由于超负荷导致断裂，则需要对工作负荷进行合理评估等。

3. 结论螺栓断裂分析是一项复杂的工作，需要综合考虑多个因素。

通过对断裂螺栓样本的观察、金相分析、力学性能测试以及考虑工况因素，可以准确判断螺栓断裂的原因，并提出相应的解决方案。

对螺栓断裂问题的分析与解决不仅可以提高工程项目的安全性，还能为相关领域的研究提供参考。

螺栓从根部断裂的原因
螺栓从根部断裂的原因有多种，以下是其中的一些常见原因：
1. 过度紧固：螺栓在安装过程中过度紧固，会导致螺栓的应力超过其承受极限，从而导致螺栓从根部断裂。

2. 疲劳断裂：螺栓在长期使用过程中，由于受到重复的载荷作用，会逐渐产生微小的裂纹，当这些裂纹达到一定程度时，就会导致螺栓从根部断裂。

3. 材料缺陷：螺栓的制造过程中可能存在材料缺陷，如夹杂、气孔等，这些缺陷会导致螺栓的强度降低，从而容易发生从根部断裂的情况。

4. 热膨胀：在高温环境下，螺栓由于热膨胀的原因，会受到额外的应力，从而导致从根部断裂。

5. 腐蚀：螺栓在潮湿、腐蚀的环境中使用，会导致其表面产生腐蚀，从而降低其强度，容易发生从根部断裂的情况。

为了避免螺栓从根部断裂，需要注意以下几点：
1. 在安装螺栓时，不要过度紧固，应该根据设计要求和实际情况确定适当的紧
固力。

2. 定期检查螺栓的状态，如有发现裂纹、变形等情况，应及时更换。

3. 在高温环境下使用螺栓时，应选择能够承受高温的材料。

4. 在潮湿、腐蚀的环境中使用螺栓时，应选择具有抗腐蚀性能的材料，并采取防腐措施。

5. 在制造螺栓时，应注意材料的质量，避免出现材料缺陷。

关注汽车轮毂螺栓断损失效及其防范措施摘要：汽车轮毂螺栓是汽车行驶过程中重要的组成部分，它们的损坏会导致车辆安全问题。

本文分析了轮毂螺栓断损失效的原因和影响，并提出了防范措施和建议，以确保车辆的安全行驶。

关键词：汽车轮毂螺栓、断损失效、防范措施、安全行驶正文：汽车轮毂螺栓是汽车上十分重要的零部件，它们的作用是将车轮固定在车轴上，以确保车轮不会从车轴上滑落。

轮毂螺栓一旦出现断损失效，就会导致车轮滑落，车辆失控，可能严重影响行车安全。

因此，防范轮毂螺栓的断损失效问题，是每个汽车司机和维修人员必须重视和关注的问题。

轮毂螺栓的断损失效主要是由于以下几个方面的因素造成的：1.轮毂螺栓的质量问题。

如果轮毂螺栓的材料、工艺不过关，则容易出现螺栓断裂等问题。

2.轮毂螺栓拧紧力矩不足。

拧紧力矩不足，在车辆行驶过程中，会因为惯性力的作用导致轮毂螺栓发生松动，严重时会导致断损失效。

3.轮毂螺栓老化、锈蚀。

轮毂螺栓随着使用年限的增加，会出现氧化腐蚀、锈蚀等现象，导致螺栓性能下降，从而容易出现断损失效。

妥善的维护和使用，以及采取正确的防范措施可以有效地降低和预防轮毂螺栓断损失效的风险。

以下是防范措施和建议：1.选用高质量的轮毂螺栓。

要注意轮毂螺栓的选材和制造，避免购买低价的、质量不过关的轮毂螺栓。

2.正确拧紧力矩。

轮毂螺栓的拧紧力矩要按照制造商的标准进行拧紧，不要过紧或过松；每次更换轮胎时要重新拧紧轮毂螺栓。

3.定期检查和维护。

定期检查和维护轮毂螺栓的状态，如发现老化、锈蚀现象，应及时更换或处理。

4.加装安全螺母和堵头。

安全螺母可以增强轮毂螺栓的紧固度，堵头可以防止螺栓因为松动而脱落。

本文所述的措施和建议，不仅可以有效地防范轮毂螺栓断损失效的风险，还可以提高汽车的安全性能，确保车辆的安全行驶。

因此，在今后的汽车维修和使用中，应该高度重视对轮毂螺栓的防范措施和维护，做好相关的检查和维修工作，以确保车辆的安全性和可靠性。

除了上文中提到的防范措施，汽车司机和维修人员还可以注意以下几个方面，以进一步降低和预防轮毂螺栓断损失效的风险：1.减少轮毂螺栓的紧固次数。

螺栓断裂分析报告一、引言螺栓是一种常见的连接元件，在机械设备和结构工程中得到广泛应用。

然而，螺栓在使用中可能会发生断裂，给机械设备和结构的安全运行带来隐患。

本报告旨在对螺栓断裂进行分析，并提供解决方案，以确保设备和结构的安全性。

二、螺栓断裂原因分析1.质量问题：螺栓断裂可能是由于螺栓本身存在质量问题所致，如材料强度不符合标准、制造工艺不良等。

为此，应关注螺栓的采购渠道和制造工艺，并严格按照相关标准进行选择和检测。

3.腐蚀问题：腐蚀是导致螺栓断裂的常见原因之一、在潮湿、酸性或碱性环境中，螺栓易受到腐蚀，使其材料的强度降低。

因此，在腐蚀环境中应选择抗腐蚀性能良好的螺栓材料，并进行定期维护保养。

4.紧固力不均匀：不正确的紧固力分布可能导致螺栓在负载过程中承受不均匀的力，从而引发断裂。

在安装过程中，应根据设备或结构的要求，采用正确的紧固力分布方案，并进行定期检查和调整。

三、螺栓断裂的解决方案1.优化选材：根据设备或结构的负荷、工作环境等要求，选择合适的螺栓材料。

关注材料的强度、韧性、抗腐蚀性等指标，并遵循标准进行选材。

2.合理设计螺栓连接：根据实际负荷情况和工作要求，合理选用螺栓的规格、数量和布置方式，并确保紧固力的均匀分布。

在设计过程中，可以借助有限元分析等工具来验证螺栓连接的安全性。

3.定期检查和维护：对于暴露在恶劣环境中的螺栓，应定期进行检查和维护，特别是针对腐蚀环境。

清洁螺栓表面，涂覆抗腐蚀涂层，必要时更换受损螺栓，以延长其使用寿命。

4.强化管理和培训：通过建立规范的螺栓管理制度和培训机制，提高操作人员的专业水平，加强螺栓使用和维护的知识宣传，以减少螺栓断裂的发生。

四、结论螺栓断裂是机械设备和结构工程中常见的问题，但可以通过合理选材、优化设计、定期维护和加强管理来减少其发生。

对于已经断裂的螺栓，应及时进行更换，并对其断裂原因进行调查分析，以避免类似问题再次发生。

通过以上措施的综合应用，能够提高螺栓连接的安全性和可靠性，保证设备和结构的正常运行。

高强螺栓断裂原因分析
经过我司技术人员分析，螺栓断裂的可能原因如下:
①是由于机组运行时轴发生窜动，导致螺栓在非受力面发生产生载荷并断裂。

表1为联轴器螺栓发生断裂的可能原因及处理方案。

由于螺栓断裂位置为非受力面，建议贵司对于联轴器进行找正安装。

②疲劳断裂。

从图1可以看出螺栓断裂面位于螺纹的根部并且断裂面无颈缩，从断裂纹判断断裂原因为疲劳断裂。

断裂位置为螺纹根部且为圆角刀槽，如无断裂痕迹此处不应该为应力集中位置，而且夹紧膜片的薄垫也发生断裂，由此判断是由于在安装时没有按照要求施加了过大的预紧力矩，认为预紧力矩越大越好，导致在断裂位置形成肉眼不可见的微小裂痕。

在机组运行中变化的载荷在此位置逐渐形成较大的应力集中，最后导致螺栓发生疲劳断裂。

③该驱动螺栓采用的材料为35CrMo，调制后硬度达到HRC30~35，强度达到10.9级，螺栓出厂前经过多道检验工序检验并且合格才准许出厂。

12.9级螺丝在装配过程中断裂原因实例：12.9级的美制内六角圆柱头螺丝，在装配过程中，出现断裂现象。

客户在装配12.9级内六角螺丝过程中，发现螺丝从颈部断裂了。

客户在装配12.9级的美制内六角圆柱头螺丝的过程中，是从颈部断裂，进而对这款高强度螺丝出现断裂现象进行原因分析，有如下可能性：1、设备问题，这款螺丝是用单模机打出来的而不是用多工位打出来的，单模设备在冲孔时可能应力太集中；2、内六角槽偏深，底部变薄，容易断裂；3、氢脆问题。

为此，工程师用库存件依照标准做了两个破坏扭力实验，一个是正常使用状况下的扭矩，一个是模拟客户的根部断裂面。

工程师发现，实验中的两颗螺丝都是符合标准的，也没有从颈部断裂现象，断裂的原因不明。

为此业务与客户商议技检部工程师要进行现场使用核查。

同时采购部积极支持技检部提出的启动供应商管理。

在对电镀商进行突击抽查中发现，电镀商缺乏基本的去氢知识，不管各种材质、电镀要求、电镀件的硬度、电镀件的级别，统统都是一个温度、一个时间档次进行所谓的去氢，并且工人在装载电镀件进入去氢炉时的放置极不规范，基本上都是将电镀件倒在托盘上，这些去氢件是在堆垛状态进行处理，结果一定是不完全。

技检部工程师当场提出要按照规范进行合理的去氢工艺，此时电镀商的技术负责人认识到发生氢脆后果的严重性后，明确表示今后一定按照客户的规定及正确的去氢工艺进行作业。

通过做了两个破坏扭力实验，螺丝都没有从颈部断裂。

客户装配产品出口的货船期已经确定，急需供货商补货，供货商业务部为慎重起见，前去亲自送货，技检部工程师同时也随车拜访了客户的技术及质量负责人，也到生产现场了解的发生螺钉断裂的原因，并查看了客户生产SOP。

客户积极配合将断裂的螺钉给我们进行分析，工程师发现这断裂的位置都是在根部，是教科书上指明的典型氢脆位置，这证明了问题的原因是电镀商进行去氢不彻底。

客户询问这款螺栓已经供货几年未发生断裂，怎么这次发生了的断裂？因我们已经做了详细的准备工作及看到了现场的装配情况，我们明确答复主要原因是氢脆，次要原因是客户没有合理的平整装配工艺。

高强度螺栓断裂分析曾振鹏(上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室，上海200030)摘要:采用断口分析、金相检验和硬度测定等方法，对高强度螺栓断裂原因进行了分析。

断口分析结果表明，断口平坦，呈放射状花样，微观形态主要为准解理花样，表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现，在断口附近还存在横向内裂纹，内裂纹的断口形态与断裂断口一样。

金相分析表明，材料棒中存在严重的中心碳偏析，而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。

关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓，在进行验收试验时发生断裂。

螺栓材料为35CrMoA，采用常规工艺生产，硬度要求为35～39HRC。

1 检验1.1 材料的化学成分用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析，分析结果(质量分数)列于表1。

从表1可以看出，材料的化学成分符合标准要求。

1.2 硬度测定硬度测定结果列于表2。

由表可见，螺栓材料硬度虽符合技术要求，但已接近上限。

1.3 材料的显微组织(1)在抛光态下，可见材料中含有较严重的夹杂物，其形态、分布见图1。

对照标准[2]，夹杂物级别为3～4级。

图1 夹杂物形态及分布状况100×图2 螺栓的显微组织280×4%硝酸酒精溶液侵蚀(2)显微组织见图2。

组织为回火马氏体+粒状贝氏体，并有少量铁素体。

从图2可明显看出，组织中存在严重偏析，出现回火马氏体和粒状贝氏体带，致使显微组织不均匀，而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。

对样品螺纹根部附近的组织进行了观察，未发现脱碳现象。

1.4 断口分析(1)图3a为断口的宏观形貌，断口较平坦，表面呈灰色，有明显的撕裂脊，呈放射状花样，放射线从中心向四周发射。

表明裂纹先在中心形成，然后向外扩展。

当裂纹扩展至整个横截面时，螺栓断裂。

图3 断口的宏观形貌图4 断口微观形貌(2)断口的微观形态基本上以准解理花样为主，还有一些二次裂纹，如图4所示。

螺栓拧紧过程断裂原因
螺栓在拧紧过程中断裂的原因可能有多种，下面我会从多个角
度来解释。

首先，螺栓拧紧过程中断裂的原因可能与螺栓本身的质量有关。

如果螺栓的材料质量不佳，或者存在制造缺陷，那么在受到一定的
拉力或扭矩时就容易发生断裂。

此外，螺栓的表面处理也可能影响
其耐久性，例如表面的氧化、腐蚀等问题都可能导致螺栓在拧紧过
程中断裂。

其次，螺栓拧紧过程中断裂的原因还可能与拧紧力的控制不当
有关。

如果在拧紧螺栓时施加的力或扭矩超过了螺栓所能承受的极限，就容易导致螺栓断裂。

这可能是由于操作人员对于螺栓拧紧规
范的不了解或者操作不当所致。

此外，安装环境和条件也可能对螺栓的断裂起到影响。

例如，
如果螺栓在高温、高压或者腐蚀性环境下使用，就容易导致螺栓材
料的疲劳、腐蚀等问题，从而加速螺栓断裂的过程。

最后，螺栓拧紧过程中断裂的原因还可能与设计安装的不合理
有关。

如果在设计中没有考虑到螺栓的受力情况、安装环境等因素，就容易导致螺栓在使用过程中断裂。

综上所述，螺栓在拧紧过程中断裂的原因可能涉及材料质量、
拧紧力控制、安装环境和设计等多个方面。

为了避免螺栓断裂，需
要在选择螺栓时注意质量，合理控制拧紧力，考虑安装环境，并在
设计中充分考虑螺栓的使用情况。