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
