緊固件失效的原因有很多，但據調查統計，大多數失效，都是由于安裝或使用錯誤造成的。不到 1% 的原因，是材料本身缺陷導致的。其中，常見(jiàn)的失效來(lái)自：緊固件過(guò)載和負載不足，有很多因素會(huì )導致這一現象。

1、過(guò)載

過(guò)載，指螺栓已被拉伸超過(guò)其屈服強度。

這種類(lèi)型的失效可以通過(guò)螺紋部分的“縮頸”外觀(guān)來(lái)識別。過(guò)載的緊固件會(huì )導致連接松動(dòng)。如果外部載荷超過(guò)保載或屈服強度，緊固件會(huì )有輕微伸長(cháng)。

當外部載荷被移除時(shí)，接頭恢復到彈性狀態(tài)，但螺栓已經(jīng)產(chǎn)生了塑性變形，可能沒(méi)有“縮頸”的現象，但螺距發(fā)生了變化。所以，檢查擰緊后的緊固件螺距是必要的，因為螺紋變形并不總是可見(jiàn)的，可以用螺紋環(huán)規檢查有問(wèn)題的緊固件的螺距。


然而，當無(wú)法獲得環(huán)規時(shí)，可以用相同直徑和螺距的新螺栓來(lái)比較螺距。檢查螺紋的整個(gè)長(cháng)度也是非常重要的，因為嚙合螺紋部分，螺距基本不會(huì )發(fā)生變化。因為，所有的拉伸和螺紋變形都發(fā)生在螺母頭和螺栓頭之間。

2、過(guò)載原因

（1）、螺栓強度不足

安裝扭矩過(guò)大，預緊力接近螺栓的強度。

因為機器運行時(shí)螺栓除受殘余預緊力外還要承受工作載荷，兩力之和如果大于螺栓的強度則就出現過(guò)載斷裂。

（2）、不合理的扭矩

緊固扭矩太大，預緊力超過(guò)了螺栓的強度，在安裝時(shí)即可發(fā)現。

（3）、潤滑

當螺栓扭緊時(shí)，潤滑油減少了配合螺紋之間的摩擦。過(guò)低的摩擦系數會(huì )導致緊固件被拉伸超過(guò)其屈服點(diǎn)。

（4）、動(dòng)力扳手

氣動(dòng)或液壓動(dòng)力依靠壓力調節，控制不準確。氣動(dòng)扳手比液壓扳手快得多，由于慣性，扳手繼續轉動(dòng)，會(huì )導致緊固件超過(guò)屈服點(diǎn)。

沖擊扳手的使用情況可以從螺母的六角損壞中看出，套筒不斷地撞擊螺母的角，造成明顯的變形 。

（5）、裝配速度

如果裝配速度高，螺栓更有可能被拉伸到屈服或斷裂，因為速度過(guò)快會(huì )降低摩擦。

速度過(guò)快，也會(huì )導致回彈效應，在某些情況下，當連接材料從壓縮中恢復形狀時(shí)，可能會(huì )導致緊固件被拉伸到屈服。

（6）、升高的溫度

連接材料受熱膨脹。如果在連接時(shí)將緊固件擰緊到屈服，則連接處的膨脹會(huì )導致緊固件被進(jìn)一步拉伸。

當它冷卻時(shí)，這將導致連接處的螺栓松動(dòng)，此時(shí)檢查螺紋間距是必要的。

3、負載不足

如果螺栓沒(méi)有足夠的擰緊，產(chǎn)生的夾緊力小于施加的外部負載，這種情況將會(huì )導致螺栓的疲勞失效。

疲勞失效，通常發(fā)生在可熱處理類(lèi)型的金屬中。擰緊時(shí)不會(huì )發(fā)生，在使用過(guò)程時(shí)承受高頻動(dòng)態(tài)載荷的情況下才會(huì )發(fā)生失效。

這種類(lèi)型的失效機制，類(lèi)似于衣架金屬絲的反復彎曲。由于這種重復的運動(dòng)，應力通過(guò)金屬的晶界傳播，直到剩下很少的橫截面面積來(lái)支撐外部負載，在下一次沖擊時(shí)，它突然斷裂。

應力也可以在其他點(diǎn)開(kāi)始，這些點(diǎn)是空洞、缺陷、劃痕或金屬表面其他不連續的地方。一旦裂紋產(chǎn)生，它會(huì )隨著(zhù)每一次的沖擊載荷在螺栓的芯部傳播，直到剩下的金屬區域不再能支持下一次沖擊。此時(shí)斷裂立即發(fā)生。

通常，疲勞發(fā)生一個(gè)未嚙合的螺紋處或光桿到螺紋交匯處。如果螺栓頭下的圓角半徑被劃傷或損壞，應力就會(huì )產(chǎn)生，失效就會(huì )在發(fā)生在螺栓頭下。金屬疲勞圖案由貝殼狀或“海灘狀”組成。

4、負載不足原因

（1）、不匹配的緊固件組件

檢查螺母和螺栓上的等級標記，以確定匹配性。

（2）、嵌入

如果螺栓頭或螺母的壓印在接頭表面或平墊圈上可見(jiàn)，則夾緊載荷損失。少量的嵌入，會(huì )導致大量的載荷損失。持續的載荷沖擊會(huì )導致進(jìn)一步的嵌入和夾緊力的損失。

（3）、螺紋或螺紋孔內的碎片

任何數量的異物都會(huì )增加螺紋摩擦，提供錯誤的扭矩讀數，降低夾緊載荷。

（4）、毛邊

毛刺導致平整的表面，是連接面無(wú)法平整會(huì )平行連接。多余的金屬會(huì )被壓縮在裝配時(shí)，導致接頭松動(dòng)。毛刺的邊緣會(huì )鉆入螺栓投下的圓角半徑，導致疲勞的應力提升或缺口效應。

（5）、不合理的扭矩

扭矩太小導致夾緊力不足，不足以承受外部負載

（6）、不正確的擰緊順序

對所有的緊固件全部施加扭矩，由于擰緊順序錯誤，也會(huì )引起一些螺栓松脫。正確的步驟是按十字交叉的順序遞增擰緊模式。

（7）、重復使用的螺母

每次重復使用時(shí)，螺母會(huì )產(chǎn)生更多的螺紋摩擦，即使扭矩值相同，產(chǎn)生的夾緊載荷更小。

產(chǎn)品出現斷裂或脫口后，應保管好試樣，保護好試樣斷口，避免其銹蝕。

根據其失效形式及使用工況,進(jìn)行分析失效原因，采取糾正措施，避免同類(lèi)問(wèn)題再次出現。