现在我们来看关于中东油田设备制造商失效案例分析，螺栓是美国制造的。对两件断裂的六角螺栓5/16”×24，UNF-2A 进行失效金相分析，并用一件“新”的螺栓进行比较。将断裂螺栓标记为样品A和B。经过测量，新螺栓总长为1.450”，其中螺纹部分约长1”。三件螺栓螺纹部分直径在0.308”到0.309”范围内。失效的螺栓长度相似，总长约为0.95”。新螺栓头部六角对边宽为1/2”。制造螺栓的材料据说是蒙代尔K-500镍铜合金。这是沉淀硬化镍铜合金，具有蒙代尔400合金的耐腐蚀性，以及更高的强度和硬度。同时，它还具有低渗透性，即使在零度以下的条件中无磁性。这种合金通常使用在泵轴、抽油杆、石油井下工具、刮刀和刮削器、弹簧、阀门用紧固件和船用螺旋桨轴。回顾蒙代尔K-500制造螺栓的紧固件规范，在ASTMF468 - 01a和军用规范MIL-DTL-1222J中可以找到。应该指出，在关于操作温度、操作条件和应力、螺栓失效总数等信息中，涉及失效的内容很少甚至没有。

　　外观检查

　　借助10×到70×立体显微镜，对六角螺栓进行外观检查。收到的螺栓A和B在断裂面以及螺纹部分涂有黑色焦油状物质。为更好地研究断裂面，用酒精和丙酮清洗螺栓，从断裂中清除大部分黑色物质。清洗后螺栓A断裂面如图4所示。两件螺栓断裂都呈约45°角，没有显著的疲劳特征。趋向断裂的邻近螺纹显示缩颈并在牙顶间的牙底中拉伸，如图5所示。测量螺纹牙顶间距离，如图6所示，远离断裂的数扣螺纹测量牙顶到牙顶记录平均0.046”，而测量那些临近断裂的螺纹高达0.063”。

　　室温拉伸试验

　　从新螺栓中制作小尺寸机加工拉伸试件并在室温下做拉伸试验。试件符合ASTM F468-01a和MIL-DTL-1222J对用蒙代尔500K材料制造紧固件的最低要求。

　　化学分析

　　ASTM E1019-11，燃烧法(CO)。ASTM E1097-07/CTP 3005，直流等离子体-原子发射光谱法(DCP)。失效螺栓的化学成分组成符合ASTM F468-01a合金500规范(UNS镍合金等级N05500)。

　　扫描式电子显微镜/显微分析用扫描电镜(SEM)检查清洗后螺栓A和B的螺纹断面。在高倍放大下(1000×)。检查断裂芯部内也显示韧窝状态，这是韧性拉力过载的特征。在失效一边螺纹末端还存在剪切唇。检查邻近断裂螺纹牙底证实，在断裂之前这些范围内还发生过撕拉和缩颈。

　　金相组织检查

　　穿过螺栓A和B断面中心做纵截面。截面抛光并用铁素体酸(5g FeCl3+50ml HCl+ 100ml H2O)蚀刻，在放大25×到1000×的光学显微镜下检查。抛光截面一般没特征。但是，为作比较需测量螺纹牙底部分半径。靠近断裂的螺纹牙底平均为0.016”，而非拉伸区域则为0.007”。考虑到材料没有非金属夹杂物，非常干净，因此仅有少量微不足道的夹杂物在螺栓芯部存在。

　　结论和讨论

　　过度拉伸载荷导致螺栓失效，引起缩颈、螺纹撕裂和韧性过载失效。螺栓符合ASTM F468-01a的材料和化学成分要求，金相组织质量是可接受的当过度拉力载荷置于螺栓上，两个螺栓就断裂了。所谓过度是指在预计服役中，有不必要超其螺栓材料的强度。这拉力载荷在螺栓中引起缩颈以及螺纹撕裂，直至因韧性过载导致螺栓分离。这类螺栓失效通常简称45°全倾斜断裂。应该指出，如其他螺栓也如此失效，就不必修正假定所有失效都是因韧性过载。尽管可能第一个螺栓失效有不同模式，但随后在剩下的螺栓上却增加了拉伸应力。螺栓材料、机械性能、热处理效果和金相组织质量是不错的，为可接受的质量。在不存在异常或脆裂的情况下，这些螺栓将被认为具备该螺栓规格和类型所必要的强度和性能。建议对强加超载拉伸应力在螺栓上的工艺条件进行调查。需要审查其他因素，包括任何高温条件、扭矩过拧要求和螺纹锁紧化合物或润滑的正确使用。

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