情况介绍

     某地铁车辆用高强度六角头螺栓（以下简称：螺栓）在装车服役后刚刚抵达目的地就发生断裂。螺栓材料为42CrMo，规格为Φ36X150，性能等级为10.9级。主要加工流程：下料→墩头→机加工→淬回火→滚螺纹→涂装→出厂。现将分析结果介绍如下：

    螺栓断裂位置发生在螺帽与螺杆连接根部，螺栓断口见图1、图2，断裂始于图1左边的箭头2位置，可见放射状幅面，整个断面大部分为细瓷状快断断口，断口中间上半部分为最后剪切撕裂区。在螺栓边缘（图1始断区箭头1位置），有一块氧化分层（图2）；理化分项分析的切割面示意图见图4，螺帽标识见图4，

   图1   螺栓断裂位置 

图2  断口始断区的氧化分层

图3 分项检验的切割面 图4  螺栓端部标识

     对螺栓断口进行扫描电镜分析，图5为螺栓起断处低倍形貌，图一箭头1、箭头2位置均存在微裂纹，见图6至图8，箭头2处起断区域为韧窝撕裂形态，韧窝内有大量夹杂物附集（图9）；快断区为解理断面（图10）。

图5 图1箭头1处裂纹 

 图6 图5放大后存在的微裂纹

图7   箭头2处微观   

图8  图7放大后附近微裂纹

图9  箭头2处韧窝撕裂  

  图10   快断区解理断面

                           化学成分分析

    在螺栓断裂位置附近取样进行化学成分分析，结果见表1 ：

结果表明：螺栓的化学成分符合GB/T3077-2015 《合金结构钢》标准中42CrMo钢的技术要求。

硬度测试

    对螺栓依据GB/T230.1-2009标准进行洛氏硬度试验（试验位置依据图4所示），试验结果见表2：

结果表明：螺栓的硬度符合GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》标准中10.9性能等级螺栓的技术要求。

      在参照图4所示截面，对螺栓进行微观金相分析。螺栓金相组织为回火托氏体，组织较细，无过热特征，见图11。图1箭头1位置存在线状金属夹杂物的附集，破坏了金属的连续性，并向螺栓心部延伸，见图12至图14。

 图11 300X螺栓金相组织 图12 60X非金属夹杂物附集

图13  300X图12放大 图14  300X图12裂纹根部放大