高頻感應(yīng)加熱設(shè)備對20MnTiB鋼高強(qiáng)度螺栓斷裂防治
作者: 發(fā)布時(shí)間: 2017-06-09 15:30:23 次瀏覽
20MnTiB鋼高強(qiáng)度螺栓是某港口重要設(shè)備懸臂式斗輪貨（料）堆取料機(jī)上的緊固件。生產(chǎn)中，多次發(fā)生高強(qiáng)度螺栓斷裂失效故障，影響港口貨物的裝卸。
20MnTiB鋼高強(qiáng)度螺栓熱處理采用淬火+中溫回火處理。檢驗(yàn)表明，工件化學(xué)成分合格，工件低倍組織夾雜物、晶粒度等檢驗(yàn)均符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。斷口檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，螺栓宏觀斷口較平整，黑褐色，斷裂源萌生于螺紋根部，呈半圓形弧線方式向內(nèi)擴(kuò)展。有放射狀條紋，具有脆性斷裂形貌特征。
從工件微觀組織觀察發(fā)現(xiàn)，裂紋萌生源區(qū)域存在較厚腐蝕物質(zhì)，裂紋源大多起源于腐蝕坑底。宏觀可見黑褐負(fù)開裂赴區(qū)域．微觀組織旱脆性斷裂特征形貌。同時(shí)發(fā)現(xiàn)不少較小且淺的二次裂紋。微觀觀察發(fā)現(xiàn)，工件開裂呈沿晶開裂，晶粒表面存在腐蝕產(chǎn)物并有腐蝕坑形貌。電子探針分析證實(shí)，腐蝕產(chǎn)物為氯化物類化合物。由以上分析可知，螺栓斷裂失效是因應(yīng)力腐蝕造成的。分析認(rèn)為，螺栓工作狀態(tài)下，受長期預(yù)緊力作用，螺紋根部處于高應(yīng)力集中狀態(tài)；同時(shí)，設(shè)備工作環(huán)境在海域露天下服役，潮濕空氣中含大量Cl-酸性氣氛，嚴(yán)重腐蝕螺栓，由局部腐蝕產(chǎn)生腐蝕坑，而在螺紋根部高應(yīng)力集中處最先萌生裂紋，并繼續(xù)向內(nèi)擴(kuò)展，直至導(dǎo)致工件斷裂失效。從斷口形態(tài)上也可以看出典型的應(yīng)力腐蝕特征。一般加熱設(shè)備熱處理易斷裂，采用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備對其進(jìn)行熱處理。
防止螺栓應(yīng)力腐蝕斷裂失效措施如下：
(1)螺栓工件表面用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱涂防銹防腐保護(hù)層，可采用鍍層或其他表面鍍覆方法實(shí)現(xiàn)。
(2)螺栓工件表面涂覆防銹防腐涂料，如防腐液、油脂等。
(3)定期檢查高強(qiáng)度螺栓服役情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，防止缺陷隱蔽或檢驗(yàn)遺漏造成斷裂事故。
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