부식 피로 및 응력 부식 커플링에 따른 이중-나사형 볼트 파손의 파손 ​​메커니즘

육안으로 관찰한 결과 파단면은 나사산 루트 영역에 위치했으며 상대적으로 부드러운 형태를 가지며 육안으로 볼 때 소성 변형이 뚜렷하지 않은 것으로 나타났습니다. 표면에 검은색 부식 생성물이 부착되었습니다. 세척 후, 파단면은 나사 뿌리에서 시작하여 약 20도 각도로 안쪽으로 전파되는 전형적인 피로 전파 특성을 나타냅니다. 그런 다음 방사형 패턴을 나타내는 급속 전파 영역에 진입하여 궁극적으로 순간적인 균열이 발생했습니다. 이러한 형태학적 특성은 Double Ended Machine Screw의 파손 과정이 부식 피로, 응력 부식 균열 및 순간 파괴 등 여러 단계를 포함한다는 것을 나타냅니다.

화학성분 분석 결과, 소재 전체가 35CrMoA 규격의 요구사항을 충족하는 것으로 나타났으며, 이는 불량이 조성 이상으로 인한 것이 아님을 나타냅니다. 경도 테스트에 따르면 Double Ended Lag Bolt는 주로 템퍼링된 소르바이트로 구성된 매트릭스 구조로 전체 경도가 비교적 높은 것으로 나타났으며 이는 기존 패스너의 권장 범위보다 높은 350-360HV의 국지적 수준에 도달했습니다. 금속조직학적 분석을 통해 나사산 표면에 약 31μm의 탈탄층이 있는 특정 정도의 탈탄이 확인되었습니다. 표면 미세구조는 주로 페라이트였습니다. 이러한 유형의 이종 구조는 응력 하에서 국부적인 응력 집중을 쉽게 유도하여 균열 발생을 유도합니다.

주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 Double Ended Hex Bolt의 파손 메커니즘이 추가로 밝혀졌습니다. 균열 발생 영역에서는 뚜렷한 피로 줄무늬가 관찰되었으며, 전파 과정에서 부식 생성물이 균열을 채웠습니다. 균열 전파율이 증가함에 따라 파단면은 점차적으로 피로 전파에서 응력 부식 균열 특성으로 전환되어 전형적인 준-벽개 및 방사형 전파 형태를 나타내어 부식성 매체가 균열 전파 과정에 참여했음을 나타냅니다. 에너지 분산 분광법(EDS) 분석에 따르면 부식 생성물에는 높은 수준의 황과 소량의 염화물이 포함되어 있어 서비스 환경에서 심각한 황화물 및 염화물 부식이 발생했음을 나타냅니다.