螺栓失效分析螺栓检测检验单位:

??2Cr13钢属于马氏体不锈钢，淬火后经高温回火处理，该钢具有良好的抗弱腐蚀介质能力和综合力学性能，因而被广泛应用于航空、航天以及船舶等各领域，其中也应用于航天紧固件产品。开槽圆柱头螺栓，材料牌号为2Cr13，在成检前发现5件杆部存在轴向裂纹，此批螺栓共计366件，现对其中1件开裂螺栓进行原因分析。

??1.试验过程与结果

??（1）宏观检查 开槽圆柱头螺栓开裂宏观形貌如图1所示，可见螺栓表面裂纹沿轴向分布，较平直，裂纹从头部台阶处到螺纹端头，总长约35.1mm，肉眼观察，裂纹深度较浅，螺栓外表面未见明显机械损伤。

??2Cr13螺栓断裂原因
??（2）金相检查

??由于螺栓较长，分段截取进行镶嵌试样。截取开裂螺栓杆部纵截面、横截面进行金相检查，宏观形貌如图2所示。根据GB/T10561试验方法，对开裂螺栓杆部纵截面进行非金属夹杂评级，A类0.5级，B类2级，C类0级，D类0级，DS0级。经4 %硝酸酒精水溶液腐蚀后，螺栓头部发现尺寸约（长4.9mm?宽0.6mm）的条带区域，沿轴向分布，内部为晶粒清晰的等轴晶，明显区别于基体，且对应于开裂位置的延伸线。横向截取开裂螺栓螺纹处腐蚀后，开裂位置未见脱碳现象，条带区深约0.3mm。基体组织为回火索氏体组织

??能谱分析

??分别对图3中基体和条带区域进行能谱成分分析（EDS），表1为两区域能谱成分的半定量分析数据。

??2Cr13螺栓断裂原因分析

??表1 螺栓基体及条带区域能谱成分（重量百分比）结果（%）

??可以看出，基体主要成分为Fe（84.27%）、Cr（13.70%）、Si等元素，主要成分符合Cr13型不锈钢要求。条带区域主要成分为Fe（97.05%）、Cr（1.29%）、Si等元素，但Fe、Cr元素明显区别于基体成分。

??（4）硬度测试

??分别对异常条带区域及基体进行显微硬度测试，测试结果如表2所示。螺栓硬度满足设计要求（26——28.5HRC），偏下限，条带区域的硬度明显偏低。