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      預應力錨具用夾片開裂分析

      發布時間:2020-12-02   作者:豐東熱技術   已閱讀: 239次
              錨索具主要應用于橋梁、高層建筑、鐵路、公路等預應力混凝土結構,起到張拉鋼絞線作用,對產品安全系數有較高的要求,每批次產品出廠均進行拉伸試驗,其中一批次產品在拉伸試驗過程中發現夾片開裂,青島豐東測試中心根據客戶要求,對開裂夾片進行了失效分析。
              樣品名稱為工具錨用夾片,采用20MnCr5滲碳處理,裂紋位置位于齒牙根部,見下圖
      樣品實物照片及開裂位置
      圖1  1#樣品實物照片及開裂位置
              我們根據產品失效情況,對產品熱處理指標、化學成分、晶粒度等項目進行了針對性分析。
      樣品檢驗前處理方法
      樣品金屬檢驗前處理
             一、硬度測試
      金屬硬度檢測
              結果分析:失效件表面硬度和心部硬度均為此材料較正常的處理結果,未見明顯異常
              二、淬硬層深度
      淬硬層深度檢查
              結果分析:失效件淬硬層深度符合技術要求,螺紋根部略微比外圓淺,是正常的現象。
              三、化學成分
      化學成分檢測分析
              結果分析:失效件化學成分符合標準要求。
              四、金相組織
      螺紋根部表面顯微組織  100×
      圖2  1#件螺紋根部表面顯微組織  100×
      螺紋根部表面顯微組織  100×
      圖3  1#件螺紋根部表面顯微組織  100×
      螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×
      圖4  1#件螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×
      螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×
      圖5  1#件螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×
      心部顯微組織  500×
      圖6  1#件心部顯微組織  500×
      心部晶粒度  100×
      圖7  1#件心部晶粒度  100×
              結果分析:1#顯微組織如圖2至圖7所示。經過對比分析,結果如下:表面組織為馬氏體3級+殘余奧氏體1級(圖2-5),心部組織1級(圖6),心部晶粒度6級(圖7)。裂紋切割基體組織延伸,裂紋兩側組織一致無脫碳,說明裂紋是熱處理后拉伸時產生。表面組織和心部組織均為正常的滲碳淬火組織,未見異常粗大組織,表面滲碳殘余奧氏體較少,心部晶粒度6級略微偏粗。
              五、分析結論
              1、經過對失效夾片進行分析,樣品的化學成分、淬硬層深度、金相組織等未發現標存在異常,符合正常的滲碳淬火特征;
              2、產品心部平均晶粒度為6級,一般細小的晶粒,可改善產品的沖擊韌性;
              3、裂紋處金相組織未見脫碳和夾雜等異常,多條微裂紋在螺紋根部平行貫穿硬化層。綜合判斷工具錨夾片是在使用過程中因受力導致脆性開裂。
              4、開裂的工具錨夾片是在使用過程中局部受力過大導致,可能跟產品的設計結構存在一定關系,建議適當降低薄壁處的齒牙高度,或增加壁厚,改善與配合零件的間隙,使產品內外壁均勻分散受力。

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