檢驗人員在試驗室對螺母的保載試驗過程中發現有一批螺母的螺紋出現了脫扣現象，圖1是螺母脫扣后的形貌。
圖1 螺母脫扣宏觀照
該批螺母規格為M20，性能等級為8級，材質45鋼，經調質處理。
1.理化檢驗
（1）成分分析
使用ARL4460直讀光譜儀對螺母進行化學成分測試，結果如表1所示。
表1 螺母化學成分（質量分數） （%）
元素 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu |
標準 | 0.42~0.50 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.25 | ≤0.30 | ≤0.25 |
實測 | 0.43 | 0.22 | 0.63 | 0.029 | 0.018 | 0.08 | 0.02 | 0.01 |
試驗結果符合GB/T699—2015《優質碳素結構鋼》標準中牌號為45鋼的化學成分要求。
（2）金相與力學分析
圖2是該螺母螺紋邊緣的金相照片，在螺紋邊緣明顯存在深約0.15mm的脫碳層，在照片的上部明顯存在螺紋脫扣時的形變層。圖3是螺母心部的金相照片，組織為片狀珠光體和白色網狀分布的鐵素體，有微量的魏氏體組織。
圖2 螺紋邊緣金相照片
圖3 螺母心部金相照片
在螺母的心部進行顯微維氏硬度測試，載荷300g，測得心部硬度324HV0.3。
2.分析與討論
45鋼淬透性是較低的，但該批45鋼的M20螺母尺寸較小，在正常的調質處理下能夠完全淬透，并通過高溫回火獲得內外均勻的金相組織，具有較好的綜合力學性能的回火索氏體組織。
而金相觀察結果表明，脫扣的螺母不是索氏體組織，而是鐵素體和珠光體組織，但硬度卻達到了324HV0.3，說明螺母在熱處理過程中沒有經過調質處理，其綜合力學性能較差，抗變形能力不足。
螺母的螺紋一般是在調質處理后進行加工的，而圖2螺紋邊緣的金相照片顯示螺紋表面明顯存在均勻的脫碳層，說明該批螺母先加工了螺紋然后再進行熱處理，使得螺紋表面存在一層強度低的脫碳層。螺母基體的組織達不到要求以及螺紋表面的脫碳層是該批螺母脫扣的主要原因。
作者：周楨
單位：浙江省電力鍋爐壓力容器檢驗所有限公司
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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