一、镀锌高强度螺栓

1、镀锌高强度螺栓已广泛用于国内外各种钢结构紧固件连接工程。

2、螺栓的制造工序为：下料—酸洗—磨光杆部—调质热处理—滚螺纹—镀锌—探伤—包装

二、失效螺栓的理化检验结果

1、螺栓材料化学成分、基体组织和非金属夹杂物均符合相关标准技术要求；

2、该高强度螺栓属于脆性断裂；

3、高强度螺栓经过一定时间镀锌后，如果不进行除氢处理，会导致脆性大幅度增加。

三、镀锌高强度螺栓断裂的主要原因及建议

1、镀锌前螺纹表面存在微裂纹，镀锌处理引起的螺栓脆性增加导致其早期断裂失效。

2、建议

（1）改进螺纹表面质量

（2）在镀锌后进行除氢处理

通过对高强度螺栓采用镀锌处理可以有效提高螺栓的抗腐蚀性能，因此镀锌高强度螺栓已广泛用于国内外各种钢结构紧固件连接工程。

某项目施工过程中，使用塔筒地脚螺栓 68×4 套，螺栓规格为 Φ30mm×650mm。拧紧过程中，当扭矩达到 850N·m 时，其中一个塔筒的 68 套螺栓中有 8 支螺栓先后发生断裂。

此种高强度螺栓经过调质处理与镀锌处理，基质材质为 42CrMoA 合金结构钢，等级为10.9S，设计施工扭矩为1600N·m。

螺栓的制造工序为：下料—酸洗—磨光杆部—调质热处理—滚螺纹—镀锌—探伤—包装。

通过对失效螺栓检验后，结果表明，螺栓材料化学成分、基体组织和非金属夹杂物均符合 GB/T3098.1-2010 等标准的有关技术要求。

高强度螺栓的断裂段金属屈服强度和抗拉强度较高，断口附近硬度高于标准范围，表明螺栓热处理工艺不妥，回火温度偏低，且螺栓 44 ～ 45HRC 的高硬度值加剧了其镀锌以后的脆性倾向。

通过断口宏观形貌观察发现，断口没有缩颈现象，表明该高强度螺栓属于脆性断裂。镀锌时产生的氢气会渗入金属基体晶格中，造成晶格扭曲，内应力增大，产生脆性。高强度螺栓经过一定时间镀锌后，如果不进行除氢处理，会导致脆性大幅度增加。金相检验发现，该批螺栓在镀锌前螺纹表面已存在大量微裂纹，镀锌后镀锌层能够渗入基体，裂纹尖端处氢浓度更高，脆性更大，并导致原有裂纹尖端产生二次微裂纹。

该镀锌高强度螺栓断裂的主要原因是镀锌前螺纹表面存在微裂纹，镀锌处理引起的螺栓脆性增加导致其早期断裂失效。

建议首先改进螺纹表面质量，杜绝螺栓表面有微裂纹存在；

其次，在镀锌后进行除氢处理。高强螺栓镀锌过程中，由于释放的氢气可侵入零件表面引起材料的脆性，因此高强度螺栓在镀锌后必须进行除氢热处理，且这个过程要进行充分，从而防止此种断裂现象的发生。

需要注意，除氢处理越早越好，一般应在镀锌后 2h 以内进炉热处理采用 180 ～ 200℃加热，保温 4 ～ 6h 后出炉空冷即可。

素材来源：[1]王冠,李晨,张雪,许红,王鑫,迟绍宁.风电塔筒地脚螺栓断裂失效分析[J].现代制造技术与装备,2019(11):88-90.

（来源：风电新视界）