Dalam pengeluaran industri dan aplikasi peralatan harian, bolt berfungsi sebagai pengikat penyambung teras yang bertanggungjawab untuk memasang, menyambung dan menanggung beban struktur. Semasa perkhidmatan-panjang,boltdipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti keadaan beban, persekitaran kerja, proses pembuatan dan kualiti pemasangan, yang boleh menyebabkan kegagalan keretakan dengan mudah. Ini boleh menyebabkan penutupan peralatan, kegagalan struktur dan juga kemalangan keselamatan yang serius. Kertas kerja ini secara sistematik memperkenalkan bentuk patah biasa, mekanisme pembentukan, ciri patah makroskopik bagi patah beban lampau, -kedudukan patah yang berisiko tinggi dan keadaan patah di bawah keadaan pemuatan bolt yang berbeza, memberikan sokongan teknikal untuk pencegahan kegagalan bolt, penyelenggaraan peralatan dan pengoptimuman proses.

I. Bentuk Patah Biasa Bolt

1. Patah Lebihan Beban

Patah beban lampau berlaku apabila beban serta-merta yang dikenakan pada bolt melebihi kekuatan tegangan muktamad bahan, kepunyaan patah mulur statik atau rapuh biasa. Patah jenis ini berlaku secara tiba-tiba tanpa tanda-tanda pra{1}}gagal yang jelas. Untuk bahan mulur, permukaan patah biasanya menunjukkan bentuk-kon atau bahagian condong 45-darjah dengan permukaan kasar dan ubah bentuk plastik yang ketara. Untuk bolt rapuh berkekuatan tinggi, permukaan patah agak rata dengan ubah bentuk plastik yang boleh diabaikan.

Punca Patah: Reka bentuk struktur yang tidak munasabah membawa kepada pemilihan bolt bersaiz kecil dan jidar beban yang tidak mencukupi, mengakibatkan operasi bebanan-jangka panjang yang panjang. Keadaan kerja yang tidak normal secara tiba-tiba seperti beban impak dan beban lampau sementara semasa pengendalian peralatan juga boleh menyebabkan pemuatan melebihi had serta-merta. Sebagai contoh, bolt penyambung mekanisme mengangkat kren mungkin mengalami patah beban berlebihan apabila mengangkat beban berat berlebihan.

2. Patah Keletihan

Patah keletihan adalah bentuk kegagalan bolt yang paling biasa. Di bawah beban kitaran-jangka panjang seperti tegangan berselang-seli, mampatan, lenturan dan getaran, retakan kelesuan mikro bermula pada kawasan tumpuan tegasan. Retakan berkembang secara beransur-ansur dengan kitaran beban, secara berterusan mengurangkan kawasan galas yang berkesan, dan akhirnya membawa kepada patah secara tiba-tiba walaupun beban kerja tidak melebihi nilai undian. Patah keletihan berlaku tanpa ubah bentuk plastik yang jelas. Permukaan patah biasanya licin dengan tekstur seperti cangkerang-atau cincin tahunan-biasa.

Punca Patah: Gerakan salingan-jangka panjang dan-getaran frekuensi tinggi peralatan tertakluk kepada tekanan berselang-seli berkala. Sebagai contoh, bolt rod penyambung enjin kereta menanggung ketegangan kitaran dan beban mampatan daripada pergerakan salingan frekuensi tinggi -omboh dan rod penyambung, mengakibatkan kerosakan keletihan terkumpul dan akhirnya patah keletihan.

3. Patah Kakisan

Apabila bolt berfungsi dalam persekitaran yang menghakis, kakisan kimia atau elektrokimia berlaku pada bahan asas, membentuk kecacatan permukaan seperti karat dan kakisan pitting. Kecacatan ini mengurangkan kawasan galas yang berkesan dan kekuatan mekanikal bolt, yang membawa kepada keretakan di bawah beban kerja biasa. Hasil kakisan seperti lapisan karat dan lubang kakisan boleh diperhatikan pada permukaan patah.

Punca Patah: Bolt yang dihidangkan dalam persekitaran yang lembap, semburan garam-atau asid-asas terdedah kepada kegagalan kakisan, seperti kemudahan keluli struktur berhampiran laut dan peralatan industri kimia. Sebagai contoh, bolt penyambung pada dek kapal terus dihakis oleh air laut dan semburan garam, mengakibatkan degradasi bahan dan keretakan kakisan.

4. Patah Kakisan Tegasan

Patah kakisan tegasan merujuk kepada patah rapuh yang berlaku di bawah tindakan gabungan tegasan tegangan malar dan media menghakis tertentu. Retakan tumbuh perlahan pada peringkat awal tanpa gejala kegagalan yang jelas, dan keretakan secara tiba-tiba berlaku apabila retak mencapai saiz kritikal. Permukaan patah membentangkan dua ciri kegagalan tegasan dan kerosakan kakisan.

Punca Patah: Bahan bolt tertentu boleh menjana dan mengembangkan retakan kakisan tegasan di bawah tegasan tegangan malar yang rendah dalam persekitaran menghakis tertentu. Kes biasa ialah patah kakisan tegasan bolt keluli tahan karat austenit dalam persekitaran kaya-klorida.

5. Patah Kerosakan Hidrogen

Semasa pembuatan atau perkhidmatan, atom hidrogen menembusi dan terkumpul di dalam bahan bolt, membentuk molekul hidrogen yang menghasilkan tekanan dalaman yang besar. Ini menyebabkan keretakan kekisi dan penyebaran mikrocrack, akhirnya membawa kepada keretakan rapuh. Kerosakan hidrogen adalah kegagalan rapuh biasa yang dicirikan oleh permukaan patah rata dan tiada ubah bentuk plastik yang jelas.

Punca Patah: Atom hidrogen menembusi ke dalam matriks keluli semasa penyaduran elektrik, penjerukan asid, fosfat dan proses rawatan permukaan lain tanpa rawatan penyahhidrogenan yang mencukupi.Bolt keluli -tinggisangat sensitif terhadap kerosakan hidrogen. Kepekatan ion hidrogen yang berlebihan dalam larutan penyaduran dan proses penyahhidrogenan yang tidak memenuhi syarat adalah dorongan utama patah pereputan hidrogen.

6. Patah Disebabkan oleh Kecacatan Pembuatan

Kecacatan dalaman dan permukaan yang dijana semasa pengeluaran bahan mentah dan pembuatan bolt membentuk sumber kepekatan tegasan. Di bawah beban, tegasan meningkat secara mendadak pada kedudukan kecacatan, mendorong permulaan retak dan perambatan pantas, yang akhirnya membawa kepada keretakan. Ciri-ciri kecacatan pembuatan asal boleh diperhatikan dengan jelas pada permukaan patah.

Punca Patah: Kecacatan bahan mentah seperti kemasukan, keliangan, rongga pengecutan dan pengasingan; kawalan yang tidak betul terhadap proses penempaan, rawatan haba dan pemusingan menyebabkan keretakan pelindapkejutan, retak pengisaran, tanda alat dan calar.

II. Tiga Zon Ciri Patah Lebihan Bolt

1. Zon Serat

kedudukan: Terletak di tengah-tengah permukaan patah, berfungsi sebagai permulaan retakan dan zon perambatan awal.

Ciri-ciri Morfologi: Permukaan kasar dan berserabut dengan ubah bentuk plastik yang boleh dilihat dan pengagregatan mikrovoid, yang merupakan ciri tipikal patah mulur.

Mekanisme Pembentukan: Pada peringkat awal patah, bahan bolt mengalami reologi plastik di bawah ketegangan. Microvoids menjana, membesar, mengagregat dan bersambung untuk membentuk morfologi patah berserabut.

2. Zon Sinaran

kedudukan: Terletak di luar zon gentian, sepadan dengan peringkat perambatan retak pesat.

Ciri-ciri Morfologi: Permukaan patah agak rata dengan tekstur jejari atau tulang herring yang jelas memanjang ke luar dari tengah.

Mekanisme Pembentukan: Apabila retak awal mengembang ke saiz kritikal, ia memasuki peringkat perambatan pantas. Kepekatan tegasan yang teruk pada hujung retak menyebabkan koyakan transgranular atau intergranular yang cepat, membentuk morfologi patah jejarian.

3. Zon Bibir Ricih

kedudukan: Diedarkan di pinggir paling luar permukaan patah, terbentuk pada peringkat patah akhir.

Ciri-ciri Morfologi: Permukaan licin dan condong dengan ciri gelincir ricih biasa, membentuk bibir ricih anulus, yang merupakan ciri akhir patah mulur.

Mekanisme Pembentukan: Pada peringkat patah akhir, bahan sisa tergelincir dan koyak di sepanjang satah ricih maksimum di bawah tegasan tinggi, menghasilkan ubah bentuk ricih plastik dan membentuk struktur bibir ricih.

III. Kedudukan Biasa Bolt Overload Fraktur

1. Gigi Benang Pertama berhampiran Permukaan Galas Kacang

Beban sambungan bolt terutamanya dihantar melalui gigi benang bersirat. Gigi benang pertama berhampiran permukaan galas kacang menanggung beban terbesar dan memberikan kepekatan tegasan yang paling teruk. Ia adalah kedudukan yang paling terdedah untuk patah beban berlebihan semasa perkhidmatan jangka-panjang.

2. Akar Benang pada Peralihan antara Bolt Head dan Shank

Akar benang mempunyai perubahan geometri yang mendadak dan pekali kepekatan tegasan yang tinggi. Dengan keadaan tegasan yang kompleks, ia menjadi titik lemah struktur bolt dan terdedah kepada patah di bawah beban lampau dan beban hentaman.

3. Zon Peralihan antara Smooth Shank dan Thread Section

Perubahan mendadak dalam-saiz dan struktur keratan rentas pada persimpangan batang licin dan bahagian benang menyebabkan kepekatan tegasan yang jelas dan pengagihan tegasan tidak sekata. Kedudukan ini mudah menjana permulaan retak di bawah keadaan beban lampau dan membawa kepada kegagalan patah.

IV. Keadaan Patah Bolt di bawah Borang Pemuatan Berbeza

1. Patah di bawah Tekanan Tegangan

Patah kon cawan biasa dan pemanjangan keseluruhan yang jelas dan ubah bentuk leher boleh diperhatikan. Untuk bolt keliatan tinggi-di bawah beban tegangan, bahagian patah akhir membentuk sudut ricih kira-kira 45 darjah dengan paksi bolt, kepunyaan patah lebih mulur biasa, yang kebanyakannya berlaku pada kedudukan akar benang yang lemah.

2. Patah di bawah Tekanan Hentakan dan Momen Lentur

Tekstur jejari dan bibir ricih boleh diperhatikan pada permukaan patah, manakala bibir ricih tidak lengkap dan tidak sekata tanpa bentuk anulus penuh. Patah itu menunjukkan ubah bentuk plastik kecil dan ciri rapuh yang jelas, terutamanya disebabkan oleh hentaman serta-merta dan beban lentur.

3. Patah di bawah Gabungan Kilasan dan Tekanan Ketegangan

Di bawah gabungan beban kilasan dan tegangan, permukaan patah menunjukkan tekstur kilasan berpusar yang jelas, serta morfologi berbentuk bulan sabit atau kipas-. Herotan dan offset yang berbeza dari patah dibentuk oleh gelinciran relatif dan koyak bahan di sepanjang satah ricih di bawah daya ricih kilasan.