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材料分析案例
广州彩锌喇叭钉失效分析
时间:2023-11-24

公司名称:深圳中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com

样品失效背景信息收集:

失效样品为彩锌#8-1-1/2”喇叭钉,失效位置见下图。根据客户提供的信息,样品材料为SWRCH22A,样品经过冷镫→搓牙→热处理→电镀,样品表面电镀彩锌,工作在非特殊环境中,承受的为静载荷,断裂为偶发性事件。

 彩锌喇叭钉失效分析

1.断口宏观检查

      在所收到的失效螺栓中,选取了两个断口情况较好的试样进行检测。失效样品断裂均发生在螺纹处,见图2。通过观察,无论未失效件和失效件的螺纹齿顶,均发现凹槽,在金相显微镜下,这些凹槽大都有伸向内部的裂纹(详见后面金相检测部分)。在体视显微镜下观察断口,见图4~图5,由图可见断口平齐,无明显的塑性变形,属脆性断裂。

两个样品边缘位置呈结晶颗粒状,颜色呈暗灰色,未发现腐蚀产物,裂纹向四周扩展,这些均符合氢脆断口的形貌特征,也为断口的断裂源。

裂纹从裂纹源向四周扩展,在中间相交后断裂。

 彩锌喇叭钉失效分析

2、断口微观检查(扫描电镜)

对所选2个试样的断口面进行微观检查,检查的位置如图4~5所示,检测结果如下:

如图8~9和图16~17所示,1#和2#样品裂纹源均为为沿晶断裂形貌,并存在沿晶二次裂纹,晶粒轮廓鲜明,呈冰糖状,晶粒表面有鸡爪花纹,为氢脆断口特征。

如图10~11和图18~19所示,1#扩展区主要呈准解理断裂形貌,也属脆性断裂;2#扩展区仍是沿晶断裂形貌,仍具有氢脆特征,可见2#样品氢脆影响区域较1#大一些。

如图12~13和图20~21所示,1#和2#样品的终断区均为准解理形貌。

彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

4.断口位置金相检测

对1#和2#两件失效试样和任一未失效试样,从试样芯部沿纵向切开,检测试样截面的宏观及微观组织,结果如下:

如图22~25所示,失效试样的齿顶均有裂纹,齿间区域存有众多从外向内延伸的裂纹,可见失效样品的整个断裂区域均产生了不同程度的裂纹,且断裂是起源于外表面。

如图26~27所示,对于未失效试样和2#失效试样,齿顶部均有不同程度的受损,且沿着齿顶由外向内已形成裂纹,与1#失效试件齿顶裂纹形式基本一致,见图28。而且两个样品表面也存有裂纹缺陷。

如图30~31所示,试样的金相组织均匀,断口表面也未发现裂纹等缺陷,且断口面组织与芯部一致,均为保持马氏体位向的索氏体。

 彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

5.硬度检测

对两个失效试样断口位置截面进行硬度检测,从表面到芯部硬度检测结果见下表,检测结果表明样品的表面硬度和芯部硬度均符合技术要求。

彩锌喇叭钉失效分析

6.失效原因讨论分析

通过宏观检测,可知失效试样裂纹起源于试样表面且具有明显氢脆特征。

通过微观检测,也可知试样表面裂纹源区具有典型的氢脆开裂特征,且1#和2#断口氢脆影响范围大小不同,通过后面的金相检测,可观察到的两个试样表面裂纹情况不同,说明氢脆对不同试样及试样不同位置区域的影响程度也是不同的。

通过金相和硬度检测,可知样品断口位置金相组织均匀,未见异常,且表面与芯部的硬度均符合技术要求。

通过对样品断口金相检测,可知1#失效试样的齿顶以及齿间位置存有众多由表面向内部延伸的裂纹,这也说明试样裂纹起源于表面区域;而未失效试样和2#失效试样的大多齿顶也均有缺陷,且都已形成明显的裂纹特征。

7.结论

螺钉的金相组织未见异常,硬度也符合技术要求。

螺钉是在氢脆的作用下,在表面及齿顶等位置形成裂纹,并向内扩展,最终引发断裂。

公司介绍:

深圳中翔检测技术有限公司,实验室位于特区深圳,专注于为客户提供金属材料制品,塑料橡胶制品,仓储货架,汽车零部件,轨道交通部件,紧固件,油漆涂料,电子元器件等产品的检验,鉴定,认证及研发等专业技术服务,服务对象涉及基础工业,港口机械,物流仓储,新能源,汽车,电力设施,航空航天及教育科研等领域。中翔检测多年来扎根于珠三角,服务于全国,依托专业的实验室技术人员,先进的检测方法,协助客户解决研发,生产,验收,贸易等多个环节的技术问题。中翔检测作为一家独立,专业,严谨,诚信的第三方检测机构,秉承着为客户提供优质服务的企业理念,是您值得信赖的合作伙伴。


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广州彩锌喇叭钉失效分析
时间:2023-11-24

公司名称:深圳中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com

样品失效背景信息收集:

失效样品为彩锌#8-1-1/2”喇叭钉,失效位置见下图。根据客户提供的信息,样品材料为SWRCH22A,样品经过冷镫→搓牙→热处理→电镀,样品表面电镀彩锌,工作在非特殊环境中,承受的为静载荷,断裂为偶发性事件。

 彩锌喇叭钉失效分析

1.断口宏观检查

      在所收到的失效螺栓中,选取了两个断口情况较好的试样进行检测。失效样品断裂均发生在螺纹处,见图2。通过观察,无论未失效件和失效件的螺纹齿顶,均发现凹槽,在金相显微镜下,这些凹槽大都有伸向内部的裂纹(详见后面金相检测部分)。在体视显微镜下观察断口,见图4~图5,由图可见断口平齐,无明显的塑性变形,属脆性断裂。

两个样品边缘位置呈结晶颗粒状,颜色呈暗灰色,未发现腐蚀产物,裂纹向四周扩展,这些均符合氢脆断口的形貌特征,也为断口的断裂源。

裂纹从裂纹源向四周扩展,在中间相交后断裂。

 彩锌喇叭钉失效分析

2、断口微观检查(扫描电镜)

对所选2个试样的断口面进行微观检查,检查的位置如图4~5所示,检测结果如下:

如图8~9和图16~17所示,1#和2#样品裂纹源均为为沿晶断裂形貌,并存在沿晶二次裂纹,晶粒轮廓鲜明,呈冰糖状,晶粒表面有鸡爪花纹,为氢脆断口特征。

如图10~11和图18~19所示,1#扩展区主要呈准解理断裂形貌,也属脆性断裂;2#扩展区仍是沿晶断裂形貌,仍具有氢脆特征,可见2#样品氢脆影响区域较1#大一些。

如图12~13和图20~21所示,1#和2#样品的终断区均为准解理形貌。

彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

4.断口位置金相检测

对1#和2#两件失效试样和任一未失效试样,从试样芯部沿纵向切开,检测试样截面的宏观及微观组织,结果如下:

如图22~25所示,失效试样的齿顶均有裂纹,齿间区域存有众多从外向内延伸的裂纹,可见失效样品的整个断裂区域均产生了不同程度的裂纹,且断裂是起源于外表面。

如图26~27所示,对于未失效试样和2#失效试样,齿顶部均有不同程度的受损,且沿着齿顶由外向内已形成裂纹,与1#失效试件齿顶裂纹形式基本一致,见图28。而且两个样品表面也存有裂纹缺陷。

如图30~31所示,试样的金相组织均匀,断口表面也未发现裂纹等缺陷,且断口面组织与芯部一致,均为保持马氏体位向的索氏体。

 彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

彩锌喇叭钉失效分析

5.硬度检测

对两个失效试样断口位置截面进行硬度检测,从表面到芯部硬度检测结果见下表,检测结果表明样品的表面硬度和芯部硬度均符合技术要求。

彩锌喇叭钉失效分析

6.失效原因讨论分析

通过宏观检测,可知失效试样裂纹起源于试样表面且具有明显氢脆特征。

通过微观检测,也可知试样表面裂纹源区具有典型的氢脆开裂特征,且1#和2#断口氢脆影响范围大小不同,通过后面的金相检测,可观察到的两个试样表面裂纹情况不同,说明氢脆对不同试样及试样不同位置区域的影响程度也是不同的。

通过金相和硬度检测,可知样品断口位置金相组织均匀,未见异常,且表面与芯部的硬度均符合技术要求。

通过对样品断口金相检测,可知1#失效试样的齿顶以及齿间位置存有众多由表面向内部延伸的裂纹,这也说明试样裂纹起源于表面区域;而未失效试样和2#失效试样的大多齿顶也均有缺陷,且都已形成明显的裂纹特征。

7.结论

螺钉的金相组织未见异常,硬度也符合技术要求。

螺钉是在氢脆的作用下,在表面及齿顶等位置形成裂纹,并向内扩展,最终引发断裂。

公司介绍:

深圳中翔检测技术有限公司,实验室位于特区深圳,专注于为客户提供金属材料制品,塑料橡胶制品,仓储货架,汽车零部件,轨道交通部件,紧固件,油漆涂料,电子元器件等产品的检验,鉴定,认证及研发等专业技术服务,服务对象涉及基础工业,港口机械,物流仓储,新能源,汽车,电力设施,航空航天及教育科研等领域。中翔检测多年来扎根于珠三角,服务于全国,依托专业的实验室技术人员,先进的检测方法,协助客户解决研发,生产,验收,贸易等多个环节的技术问题。中翔检测作为一家独立,专业,严谨,诚信的第三方检测机构,秉承着为客户提供优质服务的企业理念,是您值得信赖的合作伙伴。