1 背景

某航空武器使用M8螺絲和六角鎖緊螺母緊固尾翼。每個(gè)尾翼需要四組螺絲和螺母。用來緊固螺釘?shù)呐ぞ貫?0N·m。有一次在施加扭矩的時(shí)候，兩個(gè)螺母開裂。螺母采用低合金Ni-Cr-Mo鋼制造，牌號為SAE 4340，經(jīng)860℃淬火、550℃回火。最后，螺母鍍鎘并烘烤。

2 檢驗(yàn)結(jié)果

2.1 目視檢查

接收狀態(tài)下的不合格螺母如圖1所示。螺母沿縱軸斷裂。

圖1接收狀態(tài)的失效螺母

2.2 斷口形貌檢查

掃描電鏡下斷口呈韌窩狀形貌，沿夾雜物長串?dāng)嗔褦嚅_(圖2)。

圖2 SEM斷口觀察呈現(xiàn)韌窩形貌，沿夾雜物長串?dāng)嚅_

2.3 金相檢查

制備了螺母樣品的截面并在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行了檢查。樣品中有大量的非金屬夾雜物，也有一些較大的渣窩(圖3和圖4)。用2%硝酸酒精腐蝕，樣品顯示出回火馬氏體組織(圖5)。

圖3樣品顯微照片顯示有大量細(xì)長的硫化物和球狀的氧化物包裹體。未腐蝕。

圖4 樣品的顯微照片顯示有一個(gè)大的渣窩。未腐蝕。

圖5 樣品顯微組織為回火馬氏體組織。腐蝕劑：2%硝酸酒精

2.4 硬度

在20公斤載荷下測量的平均維氏硬度為379 HV。

2.5 化學(xué)成分

3 討論

化學(xué)分析、顯微組織、硬度基本符合規(guī)范要求。螺母的夾雜物含量異常高；但是，用戶并沒有規(guī)定鋼材中夾雜物的含量。較大的爐渣夾雜物也是影響材料純凈度的缺陷。夾雜物的撕裂和韌窩形貌表明失效是由夾雜物引發(fā)的過載破壞。大量的非金屬夾雜物減少了產(chǎn)品的有效截面積，導(dǎo)致過載失效。

4 結(jié)論

螺母因過載失效，原因是材料清潔度不夠。