公路施工用高强度螺钉断裂分析

詹· 独布, 瓦拉 迪米, 安德 ·克, 阿迪 宇高, 佩德 ·安
公共道路安全调查局

摘要

高强度螺钉是一种主要的连接或紧固部件，通常用于安装与交通道路有关的信息板或路标的框架结构。生
产过程的控制可能并不总是足以确保道路安全的方法。螺杆材料加工的逆向排查和控制似乎是螺杆在运行过程中出
现任何故障时最重要的程序之一。本文主要针对M直径27×3、柄长64mm的10.9级高强度螺钉的失效分析。提到和
研究的螺钉被用作公路框架结构中的紧固件。本文主要从材料微纯度、材料显微组织、表面处理以及化学成分等方
面对破碎螺杆的材料进行了分析。评估基于光学显微镜、扫描电子显微镜和能量色散光谱的研究。由于使用扫描电
子显微镜的方法从断口分析得到的断面的微观形态和材料对比信息，还获得了重要的知识和结果。在生产高强度螺
钉的情况下，回火代表着决定性或关键的热处理过程，因为给定的过程可以确保降低硬度，同时保持材料所需的延
展性，这也是体现在断裂面强度和微观形貌的提高上。从微纯度方面来看，材料中未发现临界尺寸或分布的夹杂物，
参考捷克标准ČSN ISO 4967（420471）。微观结构对应于回火马氏体，但断裂螺钉的断裂表面基于晶间微观机制，这
对于给定类型的组件是不希望的。结合从螺钉边缘到中心区域的HV1（载荷1kg时的维氏硬度）的测量，分析揭示
了高强度螺钉在热处理中的显着缺陷。

关键词

断裂分析；扫描电镜；高强度螺杆；晶间断裂；回火脆

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