推土機(jī)在試車正常行駛換擋過程中，主離合器分離桿螺栓發(fā)生斷裂。該螺栓為安全件，一個離合器上有3個分離桿螺栓當(dāng)時已裝配了135根螺栓45臺份車，共計斷裂了20余根。分離桿螺栓材料為40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度為38~42HRC。
1.檢測結(jié)果
（1）宏觀及斷口觀察。主離合器分離桿裝配情況如圖1所示，分離桿螺栓的受力情況如圖2所示。分離桿螺栓斷裂發(fā)生在螺紋處如圖3所示。斷口為一次性結(jié)晶狀脆性斷口如圖4所示。
圖 1
圖 2
圖 3
圖 4
（2）斷口電鏡觀察，如圖5所示。
圖 5
（3）表面硬度測試，分別為47HRC、47HRC和43HRC。
（4）顯微觀察。表層組織為回火屈氏體，心部為粗大魏氏組織鐵素體＋貝氏體＋索氏體，如圖6所示。
圖6 400×
（5）顯微觀察。在螺紋根部有與表面相連的裂紋，如圖7所示。在螺栓內(nèi)部有縱向裂紋，如圖8所示。
圖 7
圖 8
2.分析討論
（1）由表面硬度及顯微觀察分析判斷，該分離桿螺栓為低碳鋼經(jīng)碳氮共滲處理，不符合技術(shù)要求。
（2）由分離桿螺栓的生產(chǎn)工序（碳氮共滲熱處理氣氛中存在大量的氫氣）、斷裂過程（裝配預(yù)緊應(yīng)力作用下延遲斷裂）、斷裂部位（螺紋根部尖角應(yīng)力集中處）、斷口特征（結(jié)晶狀脆性斷口特征）、硬度范圍（41HRC以上氫脆敏感性急劇增加）及顯微觀察（氫脆顯微裂紋及氫脆敏感的金相組織）六項氫脆特征分析確定，螺栓斷裂為氫脆所致。氫脆屬于緩慢應(yīng)力作用下的延遲破斷。即使在低于材料屈服強(qiáng)度的靜應(yīng)力作用下，經(jīng)過一段時間后仍然會發(fā)生零件的突然失效。由于這種破斷失效常常是在零件通過正常檢驗合格后突然發(fā)生的，所以它是一種十分危險的機(jī)械零件斷裂失效。
（3）螺栓中的氫來源于碳氮共滲熱處理氣氛中。
3.結(jié)語
引起分離桿螺栓斷裂的原因為碳氮共滲處理不符合技術(shù)要求產(chǎn)生氫脆所致。故而今后在生產(chǎn)過程中需要重視熱處理工序中的氫脆現(xiàn)象消除！建議碳氮共滲后空冷再重新加熱淬火或180℃保溫8h除氫回火都可以除氫，避免氫脆斷裂。
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