35CrMo鋼螺栓斷裂原因分析

趙 強 曹佳麗 丁景煥 徐亞楠 李 博

(1.國網新源控股有限公司技術中心，北京 100161；2.國網新源控股有限公司回龍分公司，河南南陽 473000)

35CrMo鋼螺栓斷裂原因分析

趙 強1曹佳麗1丁景煥1徐亞楠1李 博2

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35CrMo鋼螺栓在使用中發生斷裂。為了揭示螺栓斷裂的原因，對斷裂的螺栓進行了化學成分分析、顯微組織檢驗和力學性能測定。結果表明，螺栓的化學成分、顯微組織、氫含量以及夾雜物含量均符合要求，拉伸性能偏低。由斷裂螺栓的斷口分析發現，大部分螺栓都存在疲勞裂紋，疲勞裂紋均起源于螺紋根部，裂紋端部應力集中是螺栓發生斷裂的原因，與偏低的拉伸性能無關。此外，螺紋根部的機加工缺陷也是裂紋源，在周期應力的作用下導致螺栓疲勞斷裂。

35CrMo鋼螺栓 斷裂 疲勞 應力集中

統計分析表明，在靜載荷下，除非嚴重過載，螺栓連接是很少發生破斷的。就破壞的性質而言，約有90%的螺栓屬于疲勞破壞，而且疲勞斷裂常發生在螺紋根部，即截面積較小并有缺口易產生應力集中的部位(約占85%)，有時也發生在螺栓頭與桿的交接處(約占15%)[1]。

某抽水蓄能電站的頂蓋和座環采用圓周方向均布的50個35CrMo鋼雙頭螺栓剛性連接，螺栓承受水輪機運行、水泵運行、水泵零流量、水輪機緊急關機(轉輪飛逸)等4種交變載荷。螺栓鍛造后進行了調質處理，要求屈服強度≥735 MPa，抗拉強度≥882 MPa。螺栓精機加工后進行無損檢測。……