电器十字螺钉断裂分析

电器十字螺钉断裂分析

电器上使用的十字槽螺钉，由10钢，经拉丝→呻去应力回火→酸洗→冷镦圆头→搓丝制作成Ф10mm螺钉，在装配使用过程中常发生断裂事故，断裂的频率比较高，造成不小的工时和经济损失。断裂部位一般均位于头部与杆部连接的圆角处，螺钉头部冲制有十字槽，从断裂实物和断口上可观察到十字槽的深度超过螺栓头的高度，以致在螺钉杆部的断口上留有十字槽的印痕。

从断口处取样观察金相组织，基体为铁素体和少量珠光体，由于搓丝变形组织沿变形方向延伸和歪扭，成为纤维状线条，构成纤维组织，在纤维组织沿变形的晶界处有显微开裂现象。

由上分析可知，该批十字螺钉的断裂，与冲十字槽和搓丝工艺不当有关，由于螺钉头部与螺丝杆部连接近，变形最甚，冲十字槽时深度太深，在此处造成应力的高度集中，由于大量的变形、滑移、硬化，造成显微开裂，因此，在装配过程中一经用力扭紧时，易于此处造成脆断。

图1

说明：图中所示为断裂螺钉的实物形貌，均沿头部断裂。

图2

说明：其中一只断裂螺钉经放大3倍左右的断口形态，在头部断口端可清晰看到十字槽印痕，说明太深，断裂处有效截面明显减少。

图3

说明：经2%硝酸酒精溶液浸蚀的螺钉断口处金相显微组织：铁素体和黑色珠光体呈纤维状结构。说明经剧烈塑性变形，并有沿纤维组织扩展的微裂纹。

图4

说明：经2%硝酸酒精溶液浸蚀，螺钉断口处高倍显微组织。可看到铁素体晶粒内滑移线及变形的晶粒。