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從該柴油發(fā)電機(jī)隔板上取出5根螺釘，分別編號(hào)為1~5號(hào)，其宏觀形貌如圖1所示。

圖1 螺釘試樣的宏觀形貌

可見(jiàn)，5根螺釘擰入通孔中的深度均約為10mm，不符合«機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2卷»表5-1-53中“公稱直徑為12mm的螺釘擰入通孔的深度為15mm”的推薦值；3根斷裂螺釘?shù)臄嗔盐恢镁挥诎l(fā)電機(jī)與頂部鋼板結(jié)合處，即受力最大部位；螺釘存在多處螺紋牙局部缺失，且缺失處均位于擰入通孔中的螺紋段。

按照GB/T 4340.1-2009«金屬材料維氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法»對(duì)試樣進(jìn)行維氏硬度測(cè)試，試驗(yàn)載荷為196N，保載時(shí)間10s，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 螺釘?shù)挠捕葴y(cè)試結(jié)果

可見(jiàn)試樣的硬度符合GB/T 3098.1-2016對(duì)8.8級(jí)螺釘?shù)募夹g(shù)要求，試樣緊鄰斷口和遠(yuǎn)離斷口部位的硬度未見(jiàn)明顯差異。

使用FM-700型顯微維氏硬度計(jì)對(duì)試樣進(jìn)行脫碳及增碳硬度測(cè)試，加載載荷為2.942N，加載時(shí)間為15s，測(cè)試位置如圖2所示，結(jié)果見(jiàn)表3。

圖2 螺釘?shù)拿撎技霸鎏加捕葴y(cè)試位置示意圖

表3 螺釘?shù)拿撎技霸鎏加捕葴y(cè)試結(jié)果  HV

由表3可知，試樣測(cè)試點(diǎn)2和3處的硬度與測(cè)試點(diǎn)1處的硬度差均小于30HV，表明試樣近表面未見(jiàn)明顯脫碳，滿足GB/T 3098.1-2016對(duì)8.8級(jí)螺釘?shù)募夹g(shù)要求。

分別取帶原始螺紋和光桿的兩種非標(biāo)拉伸試樣進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 螺釘?shù)睦煸囼?yàn)結(jié)果

可見(jiàn)帶原始螺紋和光桿拉伸試樣的室溫抗拉強(qiáng)度符合GB/T 3098.1-2016對(duì)8.8級(jí)螺釘?shù)募夹g(shù)要求，兩種試樣的室溫抗拉強(qiáng)度未見(jiàn)明顯差異。

使用OLYMPUSGX71型光學(xué)顯微鏡對(duì)螺釘表面缺陷及斷口處進(jìn)行金相檢驗(yàn)，如圖3和圖4所示。

圖3 螺紋牙表面缺陷微觀形貌

由圖3可知，螺釘?shù)穆菁y牙上存在較多折疊缺陷，最長(zhǎng)約0.30mm，大部分折疊位于螺紋牙中徑以下，多個(gè)折疊位于螺紋牙受力側(cè)，不符合GB/T 5779.3-2000«緊固件表面缺陷螺栓、螺釘和螺柱特殊要求»的技術(shù)要求。

圖4 螺釘斷口顯微組織形貌

由圖4可知，螺釘斷口呈穿晶開(kāi)裂，斷口源區(qū)存在折疊缺陷，螺釘表面未見(jiàn)明顯脫碳，斷口顯微組織為回火馬氏體，螺釘?shù)幕w顯微組織與斷口處顯微組織無(wú)明顯差異。

螺釘?shù)穆菁y牙表面和斷口的掃描電鏡(SEM)形貌如圖5和圖6所示。

圖5 螺紋牙表面缺陷SEM形貌

圖6 螺釘斷口SEM形貌

由圖5和圖6可知，螺紋牙表面存在大量以環(huán)向?yàn)橹鞯谋砻嫒毕?，裂紋源區(qū)位于螺紋牙底部表面，有的螺釘有多個(gè)裂紋源區(qū)，裂紋源區(qū)可見(jiàn)折疊缺陷，擴(kuò)展區(qū)可見(jiàn)疲勞弧線和疲勞條帶。

螺紋牙表面的能譜(EDS)分析結(jié)果見(jiàn)表5，測(cè)試位置如圖7所示。

表5 螺釘表面的EDS分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

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圖7 EDS分析位置

由表5可知，螺紋牙表面的主要元素成分為鋅、氧、鉻等。