一、鍍鋅高強度螺栓

1、鍍鋅高強度螺栓已廣泛用于國內外各種鋼結構緊固件連接工程。

2、螺栓的制造工序為：下料—酸洗—磨光桿部—調質熱處理—滾螺紋—鍍鋅—探傷—包裝

二、失效螺栓的理化檢驗結果

1、螺栓材料化學成分、基體組織和非金屬夾雜物均符合相關標準技術要求；

2、該高強度螺栓屬于脆性斷裂；

3、高強度螺栓經過一定時間鍍鋅后，如果不進行除氫處理，會導致脆性大幅度增加。

三、鍍鋅高強度螺栓斷裂的主要原因及建議

1、鍍鋅前螺紋表面存在微裂紋，鍍鋅處理引起的螺栓脆性增加導致其早期斷裂失效。

2、建議

（1）改進螺紋表面質量

（2）在鍍鋅后進行除氫處理

通過對高強度螺栓采用鍍鋅處理可以有效提高螺栓的抗腐蝕性能，因此鍍鋅高強度螺栓已廣泛用于國內外各種鋼結構緊固件連接工程。

某項目施工過程中，使用塔筒地腳螺栓 68×4 套，螺栓規格為 Φ30mm×650mm。擰緊過程中，當扭矩達到 850N·m 時，其中一個塔筒的 68 套螺栓中有 8 支螺栓先后發生斷裂。

此種高強度螺栓經過調質處理與鍍鋅處理，基質材質為 42CrMoA 合金結構鋼，等級為10.9S，設計施工扭矩為1600N·m。

螺栓的制造工序為：下料—酸洗—磨光桿部—調質熱處理—滾螺紋—鍍鋅—探傷—包裝。

通過對失效螺栓檢驗后，結果表明，螺栓材料化學成分、基體組織和非金屬夾雜物均符合 GB/T3098.1-2010 等標準的有關技術要求。

高強度螺栓的斷裂段金屬屈服強度和抗拉強度較高，斷口附近硬度高于標準范圍，表明螺栓熱處理工藝不妥，回火溫度偏低，且螺栓 44 ～ 45HRC 的高硬度值加劇了其鍍鋅以后的脆性傾向。

通過斷口宏觀形貌觀察發現，斷口沒有縮頸現象，表明該高強度螺栓屬于脆性斷裂。鍍鋅時產生的氫氣會滲入金屬基體晶格中，造成晶格扭曲，內應力增大，產生脆性。高強度螺栓經過一定時間鍍鋅后，如果不進行除氫處理，會導致脆性大幅度增加。金相檢驗發現，該批螺栓在鍍鋅前螺紋表面已存在大量微裂紋，鍍鋅后鍍鋅層能夠滲入基體，裂紋尖端處氫濃度更高，脆性更大，并導致原有裂紋尖端產生二次微裂紋。

該鍍鋅高強度螺栓斷裂的主要原因是鍍鋅前螺紋表面存在微裂紋，鍍鋅處理引起的螺栓脆性增加導致其早期斷裂失效。

建議首先改進螺紋表面質量，杜絕螺栓表面有微裂紋存在；

其次，在鍍鋅后進行除氫處理。高強螺栓鍍鋅過程中，由于釋放的氫氣可侵入零件表面引起材料的脆性，因此高強度螺栓在鍍鋅后必須進行除氫熱處理，且這個過程要進行充分，從而防止此種斷裂現象的發生。

需要注意，除氫處理越早越好，一般應在鍍鋅后 2h 以內進爐熱處理采用 180 ～ 200℃加熱，保溫 4 ～ 6h 后出爐空冷即可。

素材來源：[1]王冠,李晨,張雪,許紅,王鑫,遲紹寧.風電塔筒地腳螺栓斷裂失效分析[J].現代制造技術與裝備,2019(11):88-90.

（來源：風電新視界）