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螺栓“延迟断裂”的原因

如果机器的三段式止水螺杆紧固好之后,经过一段时间的放置,螺栓突然发生断裂,则这种现象称为“延迟断裂”。后文将给出螺栓延迟断裂的断口表面形貌。这是典型的胞性断裂的断口形貌,既不是由于过度拧紧或过载导致的教志失效,也不是由于交变载荷引起的疲劳断裂。螺栓的这种类型的损坏原因还设 有彻底地分析研究。有力论据之一是“氢脆”理论。该理论指出,氢进人螺栓 导致这种损坏的发生。 延迟断裂的重大影响因素被认为是材料的强度(硬度)、应力集中、变形比 和环境。

老式止水螺杆 (2)


(a) 螺栓强度(硬度)造成延迟断裂的首要因素就是螺栓的强度(硬度)。高强度(高硬度)材料制成的止水螺杆更易发生延迟断裂。抗拉强度大于1300/ mm2 (HV400)的钢被认为应该引起注意。最近,有抗拉强度大于1300/ mm2又具有抗延迟断裂能力的新产品被开发出来。然而,在目前的状态下,由于延迟断裂的原因还没有彻底确定,选择这样的产品需要仔细考量。


套筒止水螺杆 (1)

(b) 螺栓的应力集中第二个因素就是应力集中,的应力集中率越大,就越容易发生延迟断裂。据报告,当应力集中率在4~7以上时,材料的延迟断裂强度降低(图3. 4)。头下圆角半径和不完整螺纹的尖锐缺口自然要关注,同时,也要高度关注一般的螺纹区域。此外,县有超大公称直径的螺栓需要注意,因为它的螺纹螺距相对较小,从而增加了应力集中率。

(c)螺栓变形比当材料承受大的塑性变形(变形比大)时,例如细金属线材经冷镦成型成为一个带大头部的螺栓时,它将对延迟断裂敏感。在这种情况下,产品必须进行消除应力退火。

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