在新能源汽车领域,随着技术的快速发展和市场的不断扩大,汽车电子设备材料及元器件的可靠性对于保障整车性能和安全性变得至关重要。特别在重载履带车辆等高要求的使用环境中,端联器螺栓等关键部件的性能稳定性尤为关键。然而,端联器螺栓在实际使用中可能出现脆性断裂失效,这不仅会导致经济损失,更有可能对车辆的正常运行及人员安全造成严重影响。本文通过对端联器螺栓脆性断裂失效的案例分析,揭示了失效的机理,并提出了有效的改进措施,为新能源汽车电子设备的设计、生产和维护提供了宝贵经验。
根据案例分析,端联器螺栓的失效主要表现为无塑性脆性断裂,断口形状呈现起伏状,未发现明显的冶金缺陷。断裂源始于螺纹根部应力集中处,并伴有沿晶、冰糖状的晶间微裂纹。这一断裂特征表明螺栓在断裂前并未经历显著的塑性变形,而是在突然受到外力作用下断裂,这通常与材料本身的脆性、应力集中及环境因素等有关。
在理化检测中,螺栓的化学成分、非金属夹杂物、晶粒度和热处理质量均符合技术要求。这说明螺栓的生产质量是合格的,问题的根源并不在于材料本身,而更有可能与使用过程中的操作不当或环境因素有关。
进一步分析发现,实际拧紧力矩远超设计规定,这是导致螺栓失效的主要原因之一。螺栓承受的过大的预紧力和剪切力会导致螺纹根部应力集中,加之螺栓在使用过程中可能暴露于腐蚀环境中,导致应力腐蚀现象的发生,从而大大降低螺栓的综合性能。这一点从失效螺栓与合格螺栓的断口形貌差异中得到了验证,失效件的断口显示出沿晶断裂和应力腐蚀的迹象。
为防止类似失效事件的发生,提出了多项改进措施。必须严格控制装配规范,确保螺栓预紧力在规定的范围内,并适当降低拧紧力矩的安全系数,以提高螺栓的抗疲劳和抗应力腐蚀能力。需要对螺栓的热处理工艺进行调整,降低其强度等级,以增加螺栓的韧性,减少应力腐蚀的风险。对螺栓表面进行防腐处理,增加保护层,可以显著降低环境对螺栓的腐蚀影响,提高其耐久性和可靠性。
这个案例不仅仅是一次技术分析,它还强调了在新能源汽车电子设备的设计、生产和维护过程中,对材料性能、装配工艺和环境因素进行综合考虑的重要性。通过对工艺参数的精确控制,可以有效预防端联器螺栓等关键部件的脆性断裂失效,从而确保整个汽车电子系统的可靠性和安全性。这样的全面考量与改进措施,对于新能源汽车行业健康、稳定、可持续的发展具有非常重要的意义。