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45#鋼螺母螺紋跳閘的原因分析

實驗室進行的螺母負載測試期間,檢查人員發現許多螺母螺紋已脫扣。圖1顯示了跳閘後螺母的外觀。

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圖1 45#鋼螺母螺紋的宏觀視圖,顯示跳閘現象

螺母批次為M20,性能等級為8級,材質為45鋼,並進行調質。

1.理化檢驗

(1)成分分析
使用ARL 4460直讀光譜儀測試螺母的化學成分。結果示於表1。

  表1螺母的化學成分(質量分數)(%)

元件

C

小號

P

標準

0.42〜0.50

0.17〜0.37

0.50〜0.80

≤ 0.035

≤0.035

≤ 0.25

≤ 0.30

≤ 0.25

實測

0.43

0.22

0.63

0.029

0.018

0.08

0.02

0.01

測試結果符合GB / T699-2015《優質碳素結構鋼》標準中45種鋼的化學成分要求。

(2)金相和力學分析

圖2是螺母的螺紋邊緣的金相照片。線的邊緣清楚地存在深度約為0.15毫米的脫碳層,並且在照片的上部明顯可見到線被絆倒時的變形層。圖3是螺母核心的金相照片,其組織為珠光體片和白色的鐵素體網絡,具有少量的widmanstatten結構

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圖2螺紋邊緣的金相照片

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圖3螺母芯的金相照片

在螺母的芯部上進行了微維氏硬度試驗,載荷為300g,芯部硬度為324HV0.3。

2.分析與討論

#45鋼的淬透性較低,但是這批45鋼M20螺母尺寸較小,可以在常規淬火和回火處理下完全硬化,並通過高溫回火獲得內外均勻的金相組織。較好的回火索氏體組織綜合力學性能。
金相觀察表明,脫扣的螺母不是索氏體組織,而是鐵素體和珠光體組織,但硬度已達到324HV0.3,表明該螺母在熱處理過程中沒有經過淬火和回火處理。機械性能差,抗變形能力不足。
螺母的螺紋通常在淬火和回火處理之後進行加工,圖2的螺紋邊緣的金相照片顯示,在螺紋表面上存在均勻的脫碳層,這表明先加工螺母然後加熱經過處理使螺紋表面有一層低強度脫碳層。螺母座的結構不符合要求,螺紋表面上的脫碳層是造成這批螺母脫扣的主要原因。

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作者:周震
出處:金屬加工(熱加工)

Summary
analysis of the causes of the tripping of the thread of 45 steel nut - 45#鋼螺母螺紋跳閘的原因分析
Article Name
Analysis of the Causes of the Tripping of the Thread of 45# Steel Nut
Description
The organization of the nut base is not up to the requirements and the decarburization layer on the threaded surface is the main cause of the batch of nuts being tripped.
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