紧固件断裂失效类型及原因分析
紧固件失效的7种形式和对应原因，附常见紧固件的种类和用途
紧固件失效的7种形式和对应原因，附常见紧固件的种类和用途紧固件是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。
本文分享部分常见紧固件的种类、用途，以及常见失效形式和对应原因。
1、螺纹紧固件的种类和用途常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺母和垫圈。
（了解更多紧固件请点击《图解螺栓、螺柱、销、铆钉等12类紧固件，及选型建议》）螺栓、螺柱和螺钉都是在圆柱表面上制出螺纹，起到连接其他零件的作用。
螺栓一般用于被连接件钻成通孔的情况。
螺柱用于被连接零件之一较厚或不允许钻成通孔的情况。
螺钉用于不经常拆卸和受力较小的连接中，按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉。
螺母是和螺栓、螺柱等一起进行连接的。
垫圈一般放在螺母下面，可避免旋紧螺母时损伤被连接零件。
弹簧垫圈可防止螺母松动脱落。
2、螺纹紧固件失效形式及原因分析1）装配拧拉断裂拧拉断裂特征为断裂部位明显缩颈伸长。
常见原因主要是联接面摩擦系数过小；拧紧或预紧时施加的扭矩过大、施加扭矩时套筒与螺纹不同轴、施加扭矩时速度过快；零件本身的性能强度不够以及紧固面与螺纹中心线垂直度超差。
2）螺纹受剪切力拧断受剪切力拧断的断口部位一般有螺旋状，无明显缩颈，造成螺纹受剪切力拧断的常见原因是螺纹在拧紧过程中被卡死，例如：螺纹变形、相互联接的牙型不一致、螺纹有焊渣灯情况；螺栓拧进的断面被顶住，如螺母为盲孔的有效螺纹深度不够。
3）应力集中部位使用后断裂应力集中部位使用后断裂常见表现在螺栓头部及头部与螺纹杆过度的直角部位，主要原因为头部与螺纹杆过度的直角部位圆角过小；螺栓冷镦成型时在头部的塑性流线存在缺陷。
被连接面与螺栓垂直度超差。
4）疲劳断裂在螺栓连接后使用的过程中主要的断裂为疲劳断裂，常见原因有：预紧力不足；夹紧力衰减过大；螺栓尺寸、性能不合格；零件之间的相互配合、装配环境、使用工况不能满足设计要求。
5）延时断裂延时断裂常见原因为氢脆，氢脆是在生产过程（如电镀、焊接）中进入钢材内部的微量氢，在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。
紧固件典型失效形式及案例解析过载断裂
紧固件典型失效形式及案例解析过载断裂紧固件的过载失效是指外力超过其承载极限而发生的失效，主要包括韧性过载、脆性过载和“脱扣” 等。
紧固件过载失效的分类过载断裂三要素：纤维区、放射区和剪切唇区过载断裂三要素：纤维区、放射区和剪切唇区•在螺纹牙底过载断裂与缺口圆形拉伸试样类似•在头部和杆部过渡处或光杆部分过载断裂与光滑圆形拉伸试样类似•利用断口三要素判断紧固件断裂失效裂纹源、断裂过程和最后断裂位置韧性过载断裂宏观特征•断裂处出现杯锥状断口，存在肉眼可见的塑性变形痕迹•在螺纹牙底发生的韧性过载断裂，一般只有塑性很好的材料才会出现杯锥状断口•与轴线约呈45°切断断口也是一种紧固件韧性过载断裂特征•断口表面较粗糙、色泽灰暗、呈纤维状或鹅毛绒状•从紧固件表面一侧起源向另一侧扩展的过载断裂断口上，源区存在由表面起始的扩展棱线，最后断裂区一般有剪切唇•由表面周向起源，最终断裂区位于紧固件心部的过载断裂断口上，可见由周向边缘起始的扩展棱线，断口心部为纤维区韧性过载断裂宏观特征的应用•影响紧固件韧性过载断裂宏观特征的主要因素：受力状态和材料的塑性•通过断裂外观形态、宏观塑性变形方式、纤维的形态等对紧固件受力状态进行初步的判断例：拉伸应力导致的断裂：断口往往呈杯锥状或呈与应力轴45°的斜断口韧性过载断裂宏观特征的应用例：冲击应力或弯矩作用时：断口宏观特征上也可见放射棱线和剪切唇，但剪切唇在紧固件圆周上不完整例：扭转拉伸应力作用下断口呈现明显的“漩涡状”扭转痕迹韧性过载断裂微观特征•韧窝是紧固件韧性断裂的主要微观特征，但并非充要判据•判断紧固件是韧性断裂还是脆性断裂更为关键的在于紧固件断裂前是否发生可察觉的塑性变形紧固件韧性过载原因案例解析案例解析某螺栓在安装过程发生异常断裂失效存在“月牙形”高温氧化色原始断面根据扭矩、轴力、扭矩系数之间的关系抗拉强度扭矩系数K编号断裂扭矩NmMPa1-1 431.9 1222 0.0722-1 510 1240 0.084从图表中数据可以看出，螺纹和垫片未润滑和润滑后吹干扭矩系数和摩擦系数变化较小，而润滑后对扭矩系数和摩擦系数有显著的影响，从1#模拟安装情况可以看出，扭矩未达到530Nm前，就出现屈服现象。
紧固件螺栓断裂常见原因分析
紧固件螺栓断裂的原因有多种多样,归纳来说,一般螺栓的损坏由应力因数、疲劳、腐蚀和氢脆等原因形成。
1、应力因数超过常规应力(超应力)由剪切、拉伸、弯曲和压缩中的任一个或其组合而产生。
大多数设计人员首先考虑的是拉伸负荷、预紧力和附加实用载荷的组合。
预紧力基本是内部的和静态的,它使接合组件受压。
实用载荷是外部的,--般是施加在紧固件上的循环(往复)力。
拉伸负荷试图将接合组件抗开。
当这些负荷超过螺栓的屈服极限时,螺栓从弹性变形变为塑性区,导致螺栓永久变形,因此在外部负荷除去时不能再恢复原先的状态。
类似原因,如果螺栓上的外负荷超过其极限抗拉强度,螺栓将断裂。
螺栓拧紧是靠预紧力扭转得来的。
在安装时,过量的扭矩导致超扭矩,同时也使紧固件受到了超应力而降低了紧固件的轴向抗拉强度,即在连续扭转的螺栓与直接受张力拉伸的相同螺栓相比,屈服值比较低。
这样,螺栓有可能在不到相应标准的最小抗拉强度时就出现屈服。
扭转力矩大可以使螺栓预紧力增大.使接合松弛相应减少。
为了增加锁紧力,预紧力一般采取上限。
这样,除非屈服强度和极限抗拉强度之间差异数目很小,一般螺栓不会因扭转而出现屈服现象。
剪切负荷对螺栓纵轴方向施加一个垂直的力。
剪切应力分为单剪应力和双剪应力。
从经验数据来讲,极限单剪应力大约是极限抗拉应力的65%。
许多设计人员优选剪切负荷,因为它利用了螺栓的抗拉和抗剪强度,它主要起类似销钉的作用,使受剪切的紧固件形成相对简单的联接.缺点是剪切联接使用范围小而且剪切联接不能经常使用,因其要求更多的材料和空间。
我们]知道,材料的组成成分和精度也起一定的决定性。
但是,将抗拉应力转换成剪切负荷的材料数据往往却是得不到的。
紧固件预紧力影响剪切联接的整体性。
预紧力越低,在与螺栓接触时接合层越易滑动。
剪切负荷能力通过乘以橫平面数计算(一个剪切平面通称单剪,两个剪切平面通称双剪),这些平面应该是无螺纹螺栓的横截面。
我们不提倡设计通过螺纹的剪切,因为紧固件的剪切强度可在横截面变化时被应力集中克服。
螺栓断裂原因分析及预防
螺栓断裂原因分析及预防摘要：本文通过对失效螺栓及同批次的零件进行理化分析和无损检测。
对断裂件进行了宏观、微观断口观察、金相组织检查、硬度、化学成分、破坏拉力等一系列试验，经分析找出螺栓失效原因，并提出预防措施。
关键词：螺栓断裂回火脆化螺栓作为飞机上重要的紧固件，其发生断裂危害较大。
我厂修理过程中使用的螺栓主要为M4、M5、M6、M8和M10等规格，然而在某产品装配和停放过程中，某批次30CrMnSiA M8的螺栓先后发生脆性断裂。
引起工厂高度重视，因为螺栓发生脆断，不论是氢脆断裂，还是热处理造成的脆性断裂大都与“批次性”问题有关，涉及数量多，危害大，组织专业人员对螺栓在装配过程中及装配一段时间后发生断裂的原因进行了分析，并对后续的预防工作，提出了建议和方案。
1 宏观、微观检查对断裂螺栓进行宏观观察：发现断裂位置接近于第一扣螺纹处见（图1）。
断裂处螺纹表面未发现有明显的机械接触痕迹，如压坑、啃刀、划伤等表面缺陷，也未发现热处理表面烧蚀痕迹、螺纹变形等现象，没有局部麻点、剥蚀等缺陷。
断裂螺栓螺纹牙底呈线性起源，放射棱线粗大，断口附近无明显宏观塑性变形，断口齐平，呈暗灰色，断面粗糙，具有金属光泽（图2）。
图1断裂螺栓图2螺栓断口图3 螺栓整体形貌对裂纹断口进行观察，断口特征呈现以沿晶为主＋韧窝的混合断裂形貌，且断口源区未见冶金和加工等产生的缺陷。
对同批次的螺栓抽样进行了磁粉检测，在螺纹的根部没有发现表面或近表面裂纹，对螺栓进行X射线检测，也没有发现内部缺陷。
同批螺栓见图3。
2 材质检验2.1成份分析抽取同批次的螺栓去掉镀层后制取化学粉末，采用碳、硫联合测定仪对碳、硫含量进行了检测，利用QSN750光谱仪对其它元素进行了检测，结果见(表1)，螺栓的化学成分符合技术要求，但含碳量较高。
表1 化学成份检测结果表2.2 金相分析在靠近断口位置切取金相试样，镶嵌、磨抛、腐蚀后，显微镜对试样进行组织观察，螺栓显微组织为较粗大的回火马氏体（图4）。
螺栓断裂分析报告
螺栓断裂分析报告一、引言螺栓是一种常见的连接元件，在机械设备和结构工程中得到广泛应用。
然而，螺栓在使用中可能会发生断裂，给机械设备和结构的安全运行带来隐患。
本报告旨在对螺栓断裂进行分析，并提供解决方案，以确保设备和结构的安全性。
二、螺栓断裂原因分析1.质量问题：螺栓断裂可能是由于螺栓本身存在质量问题所致，如材料强度不符合标准、制造工艺不良等。
为此，应关注螺栓的采购渠道和制造工艺，并严格按照相关标准进行选择和检测。
3.腐蚀问题：腐蚀是导致螺栓断裂的常见原因之一、在潮湿、酸性或碱性环境中，螺栓易受到腐蚀，使其材料的强度降低。
因此，在腐蚀环境中应选择抗腐蚀性能良好的螺栓材料，并进行定期维护保养。
4.紧固力不均匀：不正确的紧固力分布可能导致螺栓在负载过程中承受不均匀的力，从而引发断裂。
在安装过程中，应根据设备或结构的要求，采用正确的紧固力分布方案，并进行定期检查和调整。
三、螺栓断裂的解决方案1.优化选材：根据设备或结构的负荷、工作环境等要求，选择合适的螺栓材料。
关注材料的强度、韧性、抗腐蚀性等指标，并遵循标准进行选材。
2.合理设计螺栓连接：根据实际负荷情况和工作要求，合理选用螺栓的规格、数量和布置方式，并确保紧固力的均匀分布。
在设计过程中，可以借助有限元分析等工具来验证螺栓连接的安全性。
3.定期检查和维护：对于暴露在恶劣环境中的螺栓，应定期进行检查和维护，特别是针对腐蚀环境。
清洁螺栓表面，涂覆抗腐蚀涂层，必要时更换受损螺栓，以延长其使用寿命。
4.强化管理和培训：通过建立规范的螺栓管理制度和培训机制，提高操作人员的专业水平，加强螺栓使用和维护的知识宣传，以减少螺栓断裂的发生。
四、结论螺栓断裂是机械设备和结构工程中常见的问题，但可以通过合理选材、优化设计、定期维护和加强管理来减少其发生。
对于已经断裂的螺栓，应及时进行更换，并对其断裂原因进行调查分析，以避免类似问题再次发生。
通过以上措施的综合应用，能够提高螺栓连接的安全性和可靠性，保证设备和结构的正常运行。
轴承紧固件行业中常见故障原因及预防措施分析
轴承紧固件行业中常见故障原因及预防措施分析轴承紧固件是指用于连接轴承和机座的各种螺栓、螺母、销子、垫片等零部件。
在轴承紧固件行业中，常见的故障原因主要包括紧固件材质问题、紧固件装配问题、紧固件松动及滑脱等。
针对这些常见故障，本文将进行分析，并提出防范措施。
首先，紧固件材质问题是导致轴承紧固件故障的主要因素之一。
例如，如果使用的螺栓材料强度低于设计要求，会导致螺栓断裂。
此外，螺母材质疲劳强度不足也会造成紧固件的松动。
为了预防这些故障，首先应选择材质符合要求的紧固件。
在使用螺栓时，应确保强度符合设计要求，并严格按照材料的使用寿命来进行定期更换。
此外，在选择螺母时，应注意其强度和疲劳强度是否满足要求。
其次，紧固件装配问题也是导致轴承紧固件故障的一个重要原因。
轴承紧固件的装配质量直接影响着机器的性能和寿命。
装配不当会使轴承紧固件出现松动、错位、损坏等问题，进而导致机器噪音、振动和过早的失效等故障。
为了预防这些故障，首先应确保紧固件的装配工艺规范、严密。
在安装螺栓时，应按照技术要求确定紧固力；在安装螺母时，应确保螺母旋紧到规定扭矩，并对紧固件进行定位、标识，防止装配不当造成的失效。
另外，紧固件本身的松动也是常见的故障。
在运行过程中，螺栓螺母由于振动等外界作用力造成松动，导致紧固件与轴承之间的连接关系变弱，进而引发故障。
为了预防紧固件松动的故障，可以采取以下措施：首先，应选择合适的安装工艺和方法，例如使用带垫片的紧固件，应使用合适的垫片，并根据实际需求确定其数量和位置；其次，在装配时，应定期检查和紧固紧固件，确保其紧固力恒定；此外，还可以采用防松设备，例如使用弹簧垫圈、锁紧螺母等，增加紧固件的粘滞力。
此外，轴承紧固件的滑脱也是常见的故障现象。
滑脱是指螺栓或螺母在运行过程中由于振动或加载时产生的外力而使紧固件的连接失效。
滑脱会导致轴承紧固件松动，甚至造成机器失效。
为了预防轴承紧固件的滑脱故障，首先应合理设计紧固件的连接结构，并根据实际需求选择合适的紧固件。
几种紧固件断裂现象及原因分析[2]
![几种紧固件断裂现象及原因分析[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/5a2e9442fe4733687e21aa3a.png)
冷镦紧固件的生产检验工艺流程
1、化学成分 2、表面脱碳及偏析
进料 ——— 拉拔 ——— 球化退火
3、脱碳层检验
———拉拔———冷镦———滚丝 ———热处理————表面处理
6、螺纹检验
7、破断拉力 8、硬度 9、脱碳层源自4、外径检验5、尺寸检验
10、盐雾 试验
一、几种冷拔工艺引起的失效实例 1、一次形变量太大引起内部拉断
40Cr
38CrSi 20MnTiB 30CrMnTi 30CrMnSi 20CrNi3A 12Cr2Ni4A
250～350 200-280 ℃
300～370 ℃
250～380 ℃ 250～350 ℃ 250～350 ℃ 300～400 ℃
第二类回火脆性 500 ～550 ℃ 510～610 ℃ 500～650 ℃ 450～550 ℃ 520 ℃ 左右 500～600 ℃ 450～650 ℃ 450～550 ℃ 490-550 ℃ 400～450℃ 460～650 ℃ 450～550 ℃
37CrNi3
480～550 ℃
举40Cr钢为例
•40Cr 300～370 ℃ 450～650 C 用40Cr做10.9级℃螺栓， •硬度要求是HRC34—39 •一般热处理工艺是： 淬火温度860 ℃ ，回火温度500 ℃
三、脱碳层检验
1、线材球化退火后的脱碳层检验
2、电镀后的脱碳层检验
镀锌为例
二、网带炉热处理
1、较大件的热处理 （Φ30以上） 42CrMo Ms:360℃ Mf:170 ℃
2、如何解决回火脆性
常用钢产生回火脆性的温度范围 钢号 第一类回火脆性 30Mn2 250～ 350 ℃ 25Mn2V 250～ 350 ℃ 35SiMn 45Mn2B 20MnVB 200～260 ℃ 40MnVB 200～350℃ ℃
断裂失效的分类
断裂失效的分类
断裂失效的分类主要包括：
1. 疲劳断裂：由交变载荷引起的断裂。
2. 应力腐蚀断裂：在拉应力及腐蚀介质的共同作用下发生的断裂。
3. 蠕变断裂：在长期恒温、恒应力的作用下，材料塑性流动导致的断裂。
4. 应力松弛破坏：螺栓、紧固件等连接部位的物体，由于应力松驰造成的断裂。
5. 磨蚀断裂：磨蚀和断裂同时作用造成的断裂。
6. 氢脆断裂：由于氢进入材料内部，造成晶体缺陷，使强度降低从而导致断裂。
7. 温度梯度断裂：温度突变引起的外力过大造成的断裂。
以上是断裂失效的一些主要分类，每一种都由不同的原因导致，需要具体分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
紧固件断裂失效类型及原因分析
前言
机器或钢结构件是由许多个零件和部件组成，这些零件和部件绝大部分是通过螺纹紧固件连接在一起的。
一旦紧固失效将造成机器失灵，严重者甚至出现人员伤亡事故。
由于紧固失效的常见性和潜在的严重性，所以我们应认真仔细地分析并找出紧固失效的原因，采取纠正措施，以杜绝紧固失效的发生。
紧固失效有两种，一种是螺栓断裂，被紧固零件瞬间分离，这种失效往往会造成严重的后果；还有一种是螺纹副松动和螺栓或螺母滑牙，被紧固零件出现一定范围的相互位移，造成机器部分功能失常。
人们发现，及时采取措施可以避免事故的发生。
如因未发现任其继续发展，螺栓和螺母终将分离，同样会引发重大安全事故。
紧固失效后直观现象是螺栓断裂或螺母与螺栓分离，因此人们一般认为螺栓断裂是螺栓质量有问题，螺母松动是螺母质量不好。
大家往往忽略了设计和安装中的问题。
一、剪切断裂
剪切断裂出现在螺栓只受预紧力的连接中（见图1）。
剪切断口出现在螺栓杆部，位于两个被紧固零件的结合面处（见图1），断口有小面积的平整光亮剪切面。
出现剪切断裂有下列原因：
图1 图2
1、设计原因
⑴被紧固零件的结合面间摩擦系数太小或螺栓规格不够大造成预紧力F＇不够，即：
fF＇＜F ( f-结合面间的摩擦系数 )此时结合面间摩擦力小于横向工作载荷F，被紧固零件出现相对滑移，螺栓承受孔壁的挤压，当挤压力足够大时螺栓被剪切断。
在运动部件上因冲击力更大，所以出现的可能性也更大。
为了避免这种现象的发生，在设计上可以采用减载件和台阶来承受横向载荷，使螺栓仅起纯连接作用（见图2）。
⑵在振动工作环境下工作零件的紧固，未采用具有防松功能的紧固件。
在工作一段时间后，紧固件螺纹副出现松动，螺栓夹紧力（预紧力F＇）下降，此时也将发生上述同样的结果。
为了避免因松动而造成紧固失效，设计时应采用具有防松功能的紧固件，如美国施必牢防松螺母、有效力矩螺母。
2、装配原因
装配时预紧扭矩过小，造成预紧力不够，即F＇小，出现上述同样的结果。
螺纹紧固件安装时的紧固力矩在钢结构设计、施工和发动机装配上作为一个重要的工艺指标被严格执行。
而在其它行业就常被设计和施工单位疏忽，或是根本就无此概念。
笔者在实际工作中常见到螺纹连接失效的实例，究其原因，实际上许多都是因安装扭矩不合适而造成的松脱和螺栓拉断。
螺栓和螺母组成的螺纹副在紧固时，紧固力是通过旋转螺母或螺栓（通常是螺母）而获得的，紧固力与旋转螺母所用的扭矩（安装扭矩）成正比，为了保证达到设计所需
的
紧固力，就要在工艺文件中规定安装扭矩，并在实际施工中
贯彻实施。
安装扭矩通过下式计算确定：
M = KPD
M —安装扭矩，Nm
K —扭矩系数
P —设计期望达到的紧固力，KN
D —螺栓公称螺纹直径，mm
紧固力一般在设计上选取螺栓屈服强度σs的6 0 ～80％，安全系数约为1.2以上，不同螺纹规格和强度（机械性能）螺栓的屈服载荷可在GB/T3098.1中查取。
扭矩系数是由内外螺纹之间的摩擦系数和螺栓或螺母支撑面与被紧固零件与紧固件接触的承压面的摩擦系数综合而成。
它与紧固件的表面处理、强度、形位公差、螺纹精度、被紧固零件承压面粗糙度、刚度等许多因素有关。
其中表面处理是一个关键的因素。
不同的表面处理，其扭矩系数相差很大，有时相差近一倍。
例如：同螺纹规格，同强度的螺纹副，表面处理为磷化时，扭矩系数约为0.13～0.15，而表面处理为发黑时，扭矩系数可达0.26～0.3。
从上式中可知，用同样的安装扭矩安装磷化和发黑的紧固件，其产生的紧固力可能会相差近一倍。
扭矩系数需通过试验获取。
紧固件制造商在其产品表面处理时，应严格控制工艺参数，以保证每批产品扭矩系数的统一。
紧固件使用方不要轻易更改紧固件的表面处理要求，以免因扭矩系数的变化而出现紧固不够或螺栓拉长或拉断的事故。
二、疲劳断裂
疲劳断裂也是螺栓常出现的质量问题。
疲劳断裂大部分与螺栓的制造有关，如头下圆角过渡处不平滑有折点，螺纹牙底不圆滑，杆部的表面缺陷等因素。
但是，我们也不
要忽略了装配不当引发安全事故的原因。
例如汽车车轮螺栓，装配简图（见图3），设计中车轮螺栓仅承受轴向力（预紧力）而不承受横向力（径向力）。
如果螺母紧固扭矩值不够，就会造成紧固力不够，车轮轮毂与半轴结合面之间摩擦力不够，车轮轮毂与半轴产生滑移。
当车轮螺栓随轮转动到近地位时（见图4a）螺栓杆部A侧受轮毂螺栓孔壁向B侧的压力，当车轮螺栓随轮转动到远地位时（见图4b）螺栓杆部B侧受轮毂螺栓孔壁向A侧的压力。
随着车轮的高速转动，车轮螺栓就承受着径向高频交变载荷，当交变载荷循环到一定次数时，疲劳断裂就会发生。
因此，在车辆运行一段时间后，车轮螺栓发生断裂，分析人员应首先查看断口，初步断定是否疲劳断裂，再进行下一步的分析。
图3 图4
三、过载断裂
过载断裂是指螺栓所承受的轴向载荷大于螺栓强度所允许载荷时螺栓的断裂。
因为螺栓螺纹部位应力面积小，应力较杆部大，所以过载断裂一般发生在螺纹部位。
该种断裂可从断裂部位的外形初步判断。
8.8级螺栓可发现断裂部位有明显的缩颈现象；10.9级螺栓也可发现断裂部位有缩颈现象，但无8.8级螺栓明显；12.9级螺栓几乎没有缩颈现象。
但是8.8级～12.9级螺栓如果因用材不当或热处理不当，其淬火不透芯部硬度没有达标，
断口也将出现缩颈，所以，判断是否过载断裂时应注意下列两点：
⑴对有缩颈现象的断口，应在断裂螺栓上取样，按GB/T3098.1要求检测和判断芯部硬度是否合格，如合格则可确定该螺栓断裂是过载断裂。
⑵ 12.9级螺栓只有对断口进行金相分析才可判断其是否过载断裂，因为螺纹部位的表面缺陷和材料缺陷也可造成螺纹部位的断裂。
过载断裂一般出现在受轴向载荷的螺栓连接中，主要有以下三个原因：
a、安装时紧固扭矩太大，预紧力超过了螺栓的强度。
在安装时即可发现。
b、安装时紧固扭矩过大，预紧力接近螺栓的强度，因为机器运行时螺栓除受残余预紧力外还要承受工作载荷，两力之和如果大于螺栓的强度则就出现过载断裂。
而残余预紧力与预紧力是有关联的，在工作载荷一定的条件下，预紧力越大残余预紧力也越大。
c、设计时选用的螺栓螺纹公称直径不合适。
四、安装不当造成的螺栓断裂
1、偏载造成的螺栓断裂图5是在安装时发生的断裂钢轨用断裂的高强度接头螺栓样件。
从图6～图8螺栓头部实物照片上可以看出螺栓支撑面上有月牙形受力承载痕迹，其面积只有支撑面的1/4～1/3，示意图见图9。
螺栓在靠近断口的杆部开始向头部承载痕迹反向方向弯曲（见图10）。
将对应的样件头、杆按断缝对接，螺栓杆部弯曲方向（见图11）。
根据样件断口形状、头部支撑面承载痕迹及螺栓的弯曲方向可以断定，螺栓断裂是因为严重偏载造成的折断，偏载是由于被紧固连接板上与螺栓接触的平面处于斜置状态而造成。
图
5 图
6 图7
图8 图9 图10
螺栓偏载有两种原因，第一种是被紧固零件上与螺栓头部支撑面接触的接触面处于斜置状态造成偏载（见图12）。
第二种是螺栓自身的杆部弯曲（直线度）严重超标而造成偏载。
这两种偏载在支撑面实际承载部位与螺栓断口附近的杆部弯曲方向的相互方位是不一样的。
本案例是第一种原因。
如是第二种原因，则其实际承载部位就应为图12中的B侧，而不是A侧。
图11 图12
五、总结
紧固件失效并不一定是紧固件本身的质量问题，一旦紧固件出现断裂和脱扣后，应按下述过程处理：
承载痕迹
1、用者应保管好试样，尽量保护好试样断口，避免其锈蚀。
2、根据断口形式、试样的外形、试样表面状况（是否有受力痕迹）和使用部位的工作情况，初步判断断裂原因。
3、送材料或热处理的专业人士进行材料金相分析，专业人士将根据断口上的信息择位取样进行金相分析。
如试样金相符合规范，则说明产品没有质量问题，问题可能出在设计和安装环节；如试样金相不符合规范，则证明试样本身存在质量问题。
4、根据最终确定的原因，采取纠正措施，杜绝同类问题的再次出现。