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          緊固件原材料常見缺陷

          緊固件原材料常見缺陷

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2022-06-06
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          【概要描述】在緊固件的制造過程中,由于設計不合理、材料選擇不當、成形工藝、熱處理和表面處理工藝不當等原因,緊固件產生表面或內部缺陷,無法滿足質量要求,那么,下面一起了解下緊固件原材料的常見缺陷吧!

          緊固件原材料常見缺陷

          【概要描述】在緊固件的制造過程中,由于設計不合理、材料選擇不當、成形工藝、熱處理和表面處理工藝不當等原因,緊固件產生表面或內部缺陷,無法滿足質量要求,那么,下面一起了解下緊固件原材料的常見缺陷吧!

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
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          • 發布時間:2022-06-06
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            在緊固件的制造過程中,由于設計不合理、材料選擇不當、成形工藝、熱處理和表面處理工藝不當等原因,緊固件產生表面或內部缺陷,無法滿足質量要求,那么,下面一起了解下緊固件原材料的常見缺陷吧!

            緊固件原材料質量引起的常見缺陷:

            一、原材料缺陷主要有表面裂紋、表面折疊、表面脫碳、表面粗結晶環、殘留縮孔、夾雜缺陷等。

            1.原材料表面裂紋缺陷

            如果原材料表面有裂紋,緊固件加工后無法消除裂紋,或者成型過程中出現裂紋,緊固件表面就會出現裂紋。

            1)棒材縱向裂紋

            緊固件坯料棒材由于鋼廠軋制工序不當,棒材表面會發生沿軋制方向延伸的縱向裂紋。 這種裂紋一般呈直線狀,裂紋的方向與軋制的主要變形方向基本一致。 軋制原材料表面有傷痕等缺陷,由于應力集中,冷卻時沿著傷痕破裂等,原材料縱向裂紋的原因很多。 另外,原材料內部的缺陷在軋制即流線方向上變形,露出棒材表面,因應力而破裂。 下圖顯示的是高溫合金棒材原材料表面的縱向裂紋形態。

            2)棒材的橫向裂紋

            緊固件用坯料棒材因鋼廠加工過程切頭工藝不當或擠壓工藝參數不當,棒材頭部切頭處表面出現表面橫向裂紋。 下圖為高溫合金棒材表面橫向等的圖案。 表面橫向裂紋的危害性大于縱向裂紋。

            3)內部分裂

            原材料內部裂紋也是常見的缺陷。 一般有龜裂蛇行、尾部尖細、局部分叉。 如果裂紋兩側有脫碳現象,裂紋有氧化層,則表示熱處理前有裂紋。 下圖顯示了螺栓坯料內部裂紋的橫向和縱向截面金相形態。

            內部裂紋多與材料的內部缺陷有關,例如多孔、夾雜等,特別是在擠壓棒材的過程中,理論上中心線的變形量為零,因此材料內部的原始缺陷由于外表面的擠壓應力遠大于心部,產生變形的不匹配,進一步產生裂紋

            2.材料表面折斷

            緊固件用合金棒材由于鋼廠生產過程技術不合理,棒材表面會發生折斷和裂紋。 緊固件的情況下,折疊的形成原因主要是金屬坯料在軋制中輥上模槽的定徑不準確,或者模槽的磨損面上產生的毛刺卷入,形成與材料表面有一定角度的折疊。

            3.原材料表面脫碳主要是由于鋼鐵廠拉拔過程中原材料退火不當,原材料表面脫碳層分布在緊固件材料表面,兩端機械加工端面未脫碳。 在使用中,脫碳不僅會導致緊固件整體的強度下降,特別是表面脫碳層的強度較低,所以脫碳層內容易產生表面裂紋,引起緊固件的早期斷裂故障。 特別是螺釘,表面脫碳會導致螺釘強度顯著降低,容易發生牙齒脫落和按鈕脫落等故障。 螺紋表面的脫碳組織見下圖。原材料表面的粗結晶環

            4.原材料表面粗結晶環是鎂鋁合金和鎂合金擠壓棒材中經常出現的缺陷,也出現在鋼和其他材料中。 粗結晶環的厚度具有從擠出時的始端到終端逐漸增加的特征。 如果擠出時的潤滑條件好,熱處理后可以減少或避免粗結晶環的存在。 原材料表層的粗結晶環引起緊固件表層的粗結晶環時,緊固件的性能明顯降低,特別是在粗結晶環和細結晶的界面上,由于強度不同導致的變形不匹配而產生裂紋。 從下圖可以看到,某螺栓軸部表層的粗結晶環,粗結晶環與正常組織區域的界面非常明顯,在該界面非常容易產生裂紋。

            原材料表面有粗結晶時,冷擠壓或跨距成型時緊固件的表面粗糙度也變差,嚴重時呈橘皮狀特征。 這在鎂鋁合金和鎂合金等低強度材料的緊固件中更為明顯。 橘皮這種東西本質上是表面沿晶界的網狀微裂紋,使用時微裂紋會發展成宏觀裂紋。 粗結晶環形成的主要原因是原材料的冷拉伸變形不適當。 例如,高溫合金的冷拔棒材在完成前結尾的冷拔變形量未得到適當控制,材料表層的變形量進入臨界變形區域內,固溶熱處理后的臨界變形區域內的晶粒長大形成粗結晶環。

            二、原材料中有缺陷

            原材料中的雜質元素主要來自材料冶煉中使用的原材料、冶煉中的大氣、爐壁上或坩堝材料的污染、合金錠或母合金以及零件鑄造中的污染等。 如果異物聚集分布,或者在成形中沿變形方向呈鏈狀分布,則在緊固件的加工和使用中容易沿著異物破裂。 下圖顯示的是GH2036高溫合金螺母在異物加工后的縱向裂紋,在觀察裂紋斷裂面時,如下圖所示,在斷裂面中發現了大量異物粒子。


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