錨索具主要應(yīng)用于橋梁、高層建筑、鐵路、公路等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，起到張拉鋼絞線作用，對產(chǎn)品安全系數(shù)有較高的要求，每批次產(chǎn)品出廠均進(jìn)行拉伸試驗，其中一批次產(chǎn)品在拉伸試驗過程中發(fā)現(xiàn)夾片開裂，青島豐東測試中心根據(jù)客戶要求，對開裂夾片進(jìn)行了失效分析。

樣品名稱為工具錨用夾片，采用20MnCr5滲碳處理，裂紋位置位于齒牙根部，見下圖

圖1  1#樣品實物照片及開裂位置

我們根據(jù)產(chǎn)品失效情況，對產(chǎn)品熱處理指標(biāo)、化學(xué)成分、晶粒度等項目進(jìn)行了針對性分析。

樣品檢驗前處理方法

一、硬度測試

結(jié)果分析：失效件表面硬度和心部硬度均為此材料較正常的處理結(jié)果，未見明顯異常

二、淬硬層深度

結(jié)果分析：失效件淬硬層深度符合技術(shù)要求，螺紋根部略微比外圓淺，是正常的現(xiàn)象。

三、化學(xué)成分

結(jié)果分析：失效件化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、金相組織

圖2  1#件螺紋根部表面顯微組織  100×

圖3  1#件螺紋根部表面顯微組織  100×

圖4  1#件螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×

圖5  1#件螺紋根部裂紋表面顯微組織  500×

圖6  1#件心部顯微組織  500×

圖7  1#件心部晶粒度  100×

結(jié)果分析：1#顯微組織如圖2至圖7所示。經(jīng)過對比分析，結(jié)果如下：表面組織為馬氏體3級+殘余奧氏體1級（圖2-5），心部組織1級（圖6），心部晶粒度6級（圖7）。裂紋切割基體組織延伸，裂紋兩側(cè)組織一致無脫碳，說明裂紋是熱處理后拉伸時產(chǎn)生。表面組織和心部組織均為正常的滲碳淬火組織，未見異常粗大組織，表面滲碳?xì)堄鄪W氏體較少，心部晶粒度6級略微偏粗。

五、分析結(jié)論

1、經(jīng)過對失效夾片進(jìn)行分析，樣品的化學(xué)成分、淬硬層深度、金相組織等未發(fā)現(xiàn)標(biāo)存在異常，符合正常的滲碳淬火特征；

2、產(chǎn)品心部平均晶粒度為6級，一般細(xì)小的晶粒，可改善產(chǎn)品的沖擊韌性；

3、裂紋處金相組織未見脫碳和夾雜等異常，多條微裂紋在螺紋根部平行貫穿硬化層。綜合判斷工具錨夾片是在使用過程中因受力導(dǎo)致脆性開裂。

4、開裂的工具錨夾片是在使用過程中局部受力過大導(dǎo)致，可能跟產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)存在一定關(guān)系，建議適當(dāng)降低薄壁處的齒牙高度，或增加壁厚，改善與配合零件的間隙，使產(chǎn)品內(nèi)外壁均勻分散受力。