兩缸蓋螺栓(分(fēn)别編1号和2号)斷裂位置均在杆部和頭部交接處，裝(zhuāng)配擰緊時螺栓主要受扭轉載荷，此時，主應力與軸線(xiàn)成45°，而切應力則與軸線(xiàn)垂直。從斷口看，裂紋開始區(qū)與軸線(xiàn)成45°角，表現為(wèi)扭轉時的正斷斷口，是正應力作(zuò)用(yòng)的結果。而瞬斷區(qū)與軸線(xiàn)垂直，瞬斷區(qū)面積占總斷口面積的絕大部分(fēn)，說明斷裂時應力較大或材料強度不足。
2.2　化學(xué)成分(fēn)和顯微組織分(fēn)析
螺栓材料牌号為(wèi)40Cr鋼，硬度要求32～38HRC，金相組織要求1～3級(JB/T8837-2000)。經檢驗，1号缸蓋螺栓化學(xué)成分(fēn)(質(zhì)量分(fēn)數) 符合GB/T3077-1988之規定，見表1。兩螺栓基體(tǐ)組織均為(wèi)細的回火索氏體(tǐ)，按JB/T8837-2000評定，組織為(wèi)1級，符合其1～3級之技(jì )術條件規定。邊緣組織中(zhōng)晶界清晰可(kě)見，但其顔色明顯比其它部位淺，估計表面存在脫碳層，其中(zhōng)2号螺栓更為(wèi)明顯，見圖1。
兩螺栓均殘留帶狀組織，帶狀組織中(zhōng)還有(yǒu)非金屬夾雜物(wù)，1号螺栓的帶狀組織見圖2，其間的硫化物(wù)類夾雜物(wù)清晰可(kě)見，但均在規定範圍之内。
2.3　顯微硬度測試
經磁粉探傷，未發現磁痕。經測定，1号螺栓硬度值為(wèi)34HRC，2号螺栓硬度值為(wèi)36HRC和37HRC，符合32～38HRC技(jì )術條件規定。由于螺栓已經過調質(zhì)處理(lǐ)，所以僅根據金相組織來判定邊緣是否存在脫碳層似乎尚缺證據。為(wèi)證實邊緣是否存在脫碳層，對邊緣和中(zhōng)心部位進行了顯微硬度測試。

邊緣硬度低于中(zhōng)心硬度，進一步證實了邊緣存在脫碳層。邊緣碳含量的降低，使侵蝕程度下降，因而顔色較淺且晶界清晰可(kě)見。雖然螺栓在調質(zhì)後對其表面進行了機加工(gōng)，以去除熱加工(gōng)所産(chǎn)生的脫碳層，但在杆部與頭部交接處往往難以用(yòng)機械加工(gōng)去除脫碳層，結果在杆和頭部的交接處保留了脫碳層。
2.4　分(fēn)析與讨論
由于最大應力位于螺栓邊緣，而邊緣存在脫碳，降低了邊緣的強度。雖然螺栓允許存在一定量的脫碳層，但脫碳層的存在對螺栓服役總是不利的。由于裂紋源于脫碳處，那麽脫碳則成為(wèi)該螺栓斷裂失效的主要因素之一。