加工紧固件出现断裂的原因有哪些

紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度极高。通常情况下紧固件加工由自动化生产设备将原材料通过一系列工序制造成成品，中间不需要或只需要少量的人工干预即可完成。但某些情况下生产出来的工件并不能满足设计需求，下面就简单介绍下有哪些原因导致工件出现质量问题：

一、材质缺陷

当钢材中碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时，将会严重降低其塑性和韧性，脆性则相应增大。主要原因有两点：（1）偏聚于原始奥氏体晶界，促使品界脆化。（2）化学反应在基体中形成脆性微裂纹起源核心，使微裂纹成核源增加，导致脆断容易发生。减少钢中硫、磷含量是改善钢断裂韧性的重要途径，特别是超高强度钢。选用适宜的冶炼方法是提高钢的纯度最直接、最易实现的途径，与普通电炉炼钢法相比，采用真空冶炼能提高钢的纯度，超高强度钢一般用真空自耗炉或真空电弧炉重熔，以减少钢中杂质和偏析，以提高钢断裂韧性。影响偏析的主因是炼钢方法和冶炼技术，偏析大将会引起热脆、冷脆、裂缝、疲劳等一系列问题。

二、应力集中

当钢材在某一局部出现应力集中，则出现了同号的二维或三维应力场使材料不易进入塑性状态，从而导致脆性破坏。应力集中越严重，钢材的塑性降低愈多，同时脆性断裂的危险性也愈大。钢结构或构件的应力集中主要与构造细节有关。

三、金属加工油的选用

生产纯祥紧固件所使用的金属加工油在很大程度上影响了工件的质量。根据工件的材质、加工工艺、工件的成型次数、变形量大小、加工设备等因素，选用合适的金属加工油可以从提高生产效率，避免因菜籽油、废机油等非专用油品产生的工件划痕、拉毛、拉伤、断裂等问题产生。

四、加工环境

当螺栓受到较大的动载作用或者处于较低的环境温度下工作时，螺栓脆性破坏的可能性增大。在0℃以上，当温度升高时，钢材的强度及弹性模量均有变化，一般是强度降低，塑性增大。温度在200℃以内时，钢材的性能没有多大变化。但在250℃左右钢材的抗拉强度反弹，而塑性和冲击韧性下降出现所谓的“蓝脆现象”，此时进行热加工钢材易发生裂纹。当温度达600℃以上时钢结构几乎完全丧失承载力。当温度在0℃以下，随温度降低，钢材强度略有提高，而塑性韧性降低，脆性增大。尤其当温度下降到某一温度区间时，钢材的冲击韧性值急剧下降，出现低温脆断。通常又把钢结构在低温下的脆性破坏称为“低温冷脆现象”，产生的裂轮数纹称为“冷裂纹”。

五、加载速率的影响

大量实验表明，高的加载速率会使材料出现脆断的危险增加，一般认为其影响与降低温度相当。随着变形速率的增大，材料的屈服强度将会增加，其原因是材料来不及进行塑性变形和滑移，因而位错摆脱束缚进行滑移所需的热激活时间减少，使脆性转变温度提高，所以易于产生脆断。当试件上有缺口时，应变速率的影响更为显著。脆性裂纹一经产生，裂纹尖端就会有很严重的应力集中，这一急骤增加的应力，相当于一个加载速率很高的荷载，使裂纹迅速失稳扩展，最后使整个结构发生脆性破坏。

综合上述原因，材质缺陷、应力集中、加工环境、油品选用及加腊裤首载速率是影响紧固件断裂的主要因素。