20MnTiB钢高强度螺栓采用高频感应加热设备进行热处理断裂防治

发布时间 : 2017-06-10

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       20MnTiB钢高强度螺栓是悬臂式斗轮货（料）堆取料机上的紧固件。生产中，多次发生高强度螺栓断裂失效故障，影响港口货物的装卸。




       20MnTiB钢高强度螺栓热处理采用淬火+中温回火处理。检验表明，工件化学成分合格，工件低倍组织夹杂物、晶粒度等检验均符合国家技术标准要求。断口检验发现，螺栓宏观断口较平整，黑褐色，断裂源萌生于螺纹根部，呈半圆形弧线方式向内扩展。有放射状条纹，具有脆性断裂形貌特征。




      从工件微观组织观察发现，裂纹萌生源区域存在较厚腐蚀物质，裂纹源大多起源于腐蚀坑底。宏观可见黑褐负开裂赴区域．微观组织旱脆性断裂特征形貌。同时发现不少较小且浅的二次裂纹。微观观察发现，工件开裂呈沿晶开裂，晶粒表面存在腐蚀产物并有腐蚀坑形貌。电子探针分析证实，腐蚀产物为氯化物类化合物。由以上分析可知，螺栓断裂失效是因应力腐蚀造成的。分析认为，螺栓工作状态下，受长期预紧力作用，螺纹根部处于高应力集中状态；同时，设备工作环境在海域露天下服役，潮湿空气中含大量Cl-酸性气氛，严重腐蚀螺栓，由局部腐蚀产生腐蚀坑，而在螺纹根部高应力集中处最先萌生裂纹，并继续向内扩展，直至导致工件断裂失效。从断口形态上也可以看出典型的应力腐蚀特征。一般加热设备热处理易断裂，采用高频感应加热设备对其进行热处理。




      防止螺栓应力腐蚀断裂失效措施如下：
(1)螺栓工件表面用高频感应加热设备热涂防锈防腐保护层，可采用镀层或其他表面镀覆方法实现。
(2)螺栓工件表面涂覆防锈防腐涂料，如防腐液、油脂等。
(3)定期检查高强度螺栓服役情况，发现问题及时解决，防止缺陷隐蔽或检验遗漏造成断裂事故。