01.测试背景

客户螺栓安装于变速器箱内差速器总成上，扭矩扳手每天班前进行校准。在太原及长沙整车下线路试时发生多起螺栓断裂失效，断裂位置基本位于螺牙与光杆过渡区域，如图1及表1所示，失效比例约为0.014%。

客户将断裂试样委托实验室进行分析，确认造成螺栓断裂的真正原因。

图1-断裂试样及正常样品图

试样	1-断裂
断裂时间	2022/3/9
断裂地点	长沙-3976KM

表1-断裂试样信息

02.样品信息描述

客户螺栓安装于变速器箱内差速器总成上，单个差速器装配12pcs螺栓，装配扭矩145±10N·M，实际设定为145N·M。

螺栓规格：12.9级，M12×26，材质SCM435，硬度39~44HRC。
制程：冷镦→搓丝→热处理→表面磷化处理。

03.测试项目规范及设备信息

测试项目	测试规范	设备名称	实验条件
SEM 形貌观察	GB/T 16594-2008	SEM（HITACHI）& EDS（HORIBA）	加速电压：15KV
EDS 成分分析	GB/T 17359-2012
表面观察	WI-032-048	立体显微镜	/
金相组织	GB/T 13298-2015	金相显微镜
材质维氏硬度	GB/T 4340.1-2009	维氏硬度计
常用化学成分	GB/T 4336-2016	火花原子放射光谱仪

04.测试结果
4.1|断口表面观察结果
对断口形貌进行观察，结果如图2所示：

断裂1试样断口平齐，有明显的放射线与撕裂棱存在，A为放射线的起源位置，应为裂纹源位置。

图2-断口形貌图

4.2|断口SEM+EDS分析
对断裂螺栓断口进行SEM+EDS分析，结果如图3~4及表2所示：

1、断裂螺栓试样的裂纹源位置上均存在明显的摩擦痕迹，成分中都含有不同量的P、Zn，这是表面磷化处理的特征元素，很有可能是螺栓磷化前存在微小裂纹；

2、断裂螺栓的扩展区呈现为典型的延晶断裂特征，同时存在着鸡爪纹与孔洞，这是氢脆特征；

3、断裂螺栓的瞬断区呈现为准解理特征；
4、断裂螺栓为脆性断裂失效模式，有氢脆特征。

图3-试样表面各区微观断口形貌

图4-EDS分析位置