一、鍍鋅高強(qiáng)度螺栓

1、鍍鋅高強(qiáng)度螺栓已廣泛用于國(guó)內(nèi)外各種鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接工程。

2、螺栓的制造工序?yàn)椋合铝?mdash;酸洗—磨光桿部—調(diào)質(zhì)熱處理—滾螺紋—鍍鋅—探傷—包裝

二、失效螺栓的理化檢驗(yàn)結(jié)果

1、螺栓材料化學(xué)成分、基體組織和非金屬夾雜物均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求；

2、該高強(qiáng)度螺栓屬于脆性斷裂；

3、高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過(guò)一定時(shí)間鍍鋅后，如果不進(jìn)行除氫處理，會(huì)導(dǎo)致脆性大幅度增加。

三、鍍鋅高強(qiáng)度螺栓斷裂的主要原因及建議

1、鍍鋅前螺紋表面存在微裂紋，鍍鋅處理引起的螺栓脆性增加導(dǎo)致其早期斷裂失效。

2、建議

（1）改進(jìn)螺紋表面質(zhì)量

（2）在鍍鋅后進(jìn)行除氫處理

通過(guò)對(duì)高強(qiáng)度螺栓采用鍍鋅處理可以有效提高螺栓的抗腐蝕性能，因此鍍鋅高強(qiáng)度螺栓已廣泛用于國(guó)內(nèi)外各種鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接工程。

某項(xiàng)目施工過(guò)程中，使用塔筒地腳螺栓 68×4 套，螺栓規(guī)格為 Φ30mm×650mm。擰緊過(guò)程中，當(dāng)扭矩達(dá)到 850N·m 時(shí)，其中一個(gè)塔筒的 68 套螺栓中有 8 支螺栓先后發(fā)生斷裂。

此種高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理與鍍鋅處理，基質(zhì)材質(zhì)為 42CrMoA 合金結(jié)構(gòu)鋼，等級(jí)為10.9S，設(shè)計(jì)施工扭矩為1600N·m。

螺栓的制造工序?yàn)椋合铝?mdash;酸洗—磨光桿部—調(diào)質(zhì)熱處理—滾螺紋—鍍鋅—探傷—包裝。

通過(guò)對(duì)失效螺栓檢驗(yàn)后，結(jié)果表明，螺栓材料化學(xué)成分、基體組織和非金屬夾雜物均符合 GB/T3098.1-2010 等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)要求。

高強(qiáng)度螺栓的斷裂段金屬屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度較高，斷口附近硬度高于標(biāo)準(zhǔn)范圍，表明螺栓熱處理工藝不妥，回火溫度偏低，且螺栓 44 ～ 45HRC 的高硬度值加劇了其鍍鋅以后的脆性傾向。

通過(guò)斷口宏觀形貌觀察發(fā)現(xiàn)，斷口沒(méi)有縮頸現(xiàn)象，表明該高強(qiáng)度螺栓屬于脆性斷裂。鍍鋅時(shí)產(chǎn)生的氫氣會(huì)滲入金屬基體晶格中，造成晶格扭曲，內(nèi)應(yīng)力增大，產(chǎn)生脆性。高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過(guò)一定時(shí)間鍍鋅后，如果不進(jìn)行除氫處理，會(huì)導(dǎo)致脆性大幅度增加。金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該批螺栓在鍍鋅前螺紋表面已存在大量微裂紋，鍍鋅后鍍鋅層能夠滲入基體，裂紋尖端處氫濃度更高，脆性更大，并導(dǎo)致原有裂紋尖端產(chǎn)生二次微裂紋。

該鍍鋅高強(qiáng)度螺栓斷裂的主要原因是鍍鋅前螺紋表面存在微裂紋，鍍鋅處理引起的螺栓脆性增加導(dǎo)致其早期斷裂失效。

建議首先改進(jìn)螺紋表面質(zhì)量，杜絕螺栓表面有微裂紋存在；

其次，在鍍鋅后進(jìn)行除氫處理。高強(qiáng)螺栓鍍鋅過(guò)程中，由于釋放的氫氣可侵入零件表面引起材料的脆性，因此高強(qiáng)度螺栓在鍍鋅后必須進(jìn)行除氫熱處理，且這個(gè)過(guò)程要進(jìn)行充分，從而防止此種斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。

需要注意，除氫處理越早越好，一般應(yīng)在鍍鋅后 2h 以內(nèi)進(jìn)爐熱處理采用 180 ～ 200℃加熱，保溫 4 ～ 6h 后出爐空冷即可。

素材來(lái)源：[1]王冠,李晨,張雪,許紅,王鑫,遲紹寧.風(fēng)電塔筒地腳螺栓斷裂失效分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2019(11):88-90.

（來(lái)源：風(fēng)電新視界）