王频　兰忠杰

（陕西柴油机重工有限公司工艺研究所）

　　我公司生产车间在加工某型机主轴承侧面螺栓，在车端面工艺凸台接平面时，螺栓六方头与螺栓联接尺根部断裂。事故发生后，经过分析讨论，初步认为导致该螺栓断裂的原因可能为：原材料不符合要求；热加工过程导致零件性能不符合工艺要求。对原材料外圆尺寸、理化性能、无损检测等项目做相关检测，检测结果全部合格。图1为送检的断裂螺栓，图2为螺栓断裂部位。因此，排除了原材料不符合要求造成螺栓断裂。为此，对该螺栓断裂原因进行进一步排查，主要过程如下。

　　1.零件简介及工艺流程
　　零件材料：42CrMo，符合GB/T3077—1999，工艺流程：锻造→车端面，打中心孔，车外圆→热处理：调质→研磨中心孔→半精车→精车杆部→铣六方→磨外圆，靠磨端面→接平R1.2mm圆弧→滚压螺纹→中间检查→去两端工艺凸台，接平端面→去锐边毛刺，清理→终捡→磁粉探伤→磷化处理。

　　2.分析螺栓断裂产生的原因
　　初步排除了原材料不合格造成螺栓断裂，而热加工的过程有锻造、调质。该螺栓的调质过程查看热处理仪表记录符合工艺要求。由于该螺栓采用头部墩缎的方式，在锻造过程中如果产生过热或者过烧，则有可能产生断裂。过热会使金属在锻造时的塑性降低，更重要的是在锻造和热处理后，锻件的晶粒比较粗大，降低了金属的力学性能。产生过烧的金属，由于晶间联结遭到破坏，强度、塑性显著降低。锻造时很容易破碎而报废。所以过烧是一种致命缺陷。局部过烧的坯料，须将过烧部分切去。

　　3.螺栓断裂的原因
　　结合图3～图8可以看出该螺栓断口平整，断裂螺栓头部流线形貌也未见异常，宏观显现粗大晶粒特征，有大面积氧化色，未见塑性变形（见图3、图4），为一次性脆性断裂。

　　螺杆中部断口低倍组织显示白色铁素体带网状分布，局部组织不连续，已沿铁素体组织分离（见图5），铁素体中有非金属夹渣（见图6），断裂部位沿铁素体带分离（见图7），断口远端心部组织正常为回火索氏体（见图8）。由此确定，该螺栓断裂的主要原因是原材料钢锭切头不足，皮下气泡、缩孔残余或夹渣在轧制过程中裹挟挤入了材料内部形成的冶金缺陷，由于材料的冶金缺陷使螺栓在加工过程中一次性脆性断裂，而不是在锻造过程中过热、过烧引起的。

　　因此，原材料入厂复验合格后，在下料时应对钢锭头部有冶金缺陷的组织进行完全切除，否则在后续加工过程中可能出现致命性的质量事故。

来源：《金属加工：热加工》2016年第21期