从该柴油发电机隔板上取出5根螺钉，分别编号为1~5号，其宏观形貌如图1所示。

图1 螺钉试样的宏观形貌

可见，5根螺钉拧入通孔中的深度均约为10mm，不符合«机械设计手册第2卷»表5-1-53中“公称直径为12mm的螺钉拧入通孔的深度为15mm”的推荐值；3根断裂螺钉的断裂位置均位于发电机与顶部钢板结合处，即受力最大部位；螺钉存在多处螺纹牙局部缺失，且缺失处均位于拧入通孔中的螺纹段。

按照GB/T 4340.1-2009«金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法»对试样进行维氏硬度测试，试验载荷为196N，保载时间10s，测试结果见表2。

表2 螺钉的硬度测试结果

可见试样的硬度符合GB/T 3098.1-2016对8.8级螺钉的技术要求，试样紧邻断口和远离断口部位的硬度未见明显差异。

使用FM-700型显微维氏硬度计对试样进行脱碳及增碳硬度测试，加载载荷为2.942N，加载时间为15s，测试位置如图2所示，结果见表3。

图2 螺钉的脱碳及增碳硬度测试位置示意图

表3 螺钉的脱碳及增碳硬度测试结果  HV

由表3可知，试样测试点2和3处的硬度与测试点1处的硬度差均小于30HV，表明试样近表面未见明显脱碳，满足GB/T 3098.1-2016对8.8级螺钉的技术要求。

分别取带原始螺纹和光杆的两种非标拉伸试样进行室温拉伸试验，结果见表4。

表4 螺钉的拉伸试验结果

可见带原始螺纹和光杆拉伸试样的室温抗拉强度符合GB/T 3098.1-2016对8.8级螺钉的技术要求，两种试样的室温抗拉强度未见明显差异。

使用OLYMPUSGX71型光学显微镜对螺钉表面缺陷及断口处进行金相检验，如图3和图4所示。

图3 螺纹牙表面缺陷微观形貌

由图3可知，螺钉的螺纹牙上存在较多折叠缺陷，最长约0.30mm，大部分折叠位于螺纹牙中径以下，多个折叠位于螺纹牙受力侧，不符合GB/T 5779.3-2000«紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱特殊要求»的技术要求。

图4 螺钉断口显微组织形貌

由图4可知，螺钉断口呈穿晶开裂，断口源区存在折叠缺陷，螺钉表面未见明显脱碳，断口显微组织为回火马氏体，螺钉的基体显微组织与断口处显微组织无明显差异。

螺钉的螺纹牙表面和断口的扫描电镜(SEM)形貌如图5和图6所示。

图5 螺纹牙表面缺陷SEM形貌

图6 螺钉断口SEM形貌

由图5和图6可知，螺纹牙表面存在大量以环向为主的表面缺陷，裂纹源区位于螺纹牙底部表面，有的螺钉有多个裂纹源区，裂纹源区可见折叠缺陷，扩展区可见疲劳弧线和疲劳条带。

螺纹牙表面的能谱(EDS)分析结果见表5，测试位置如图7所示。

表5 螺钉表面的EDS分析结果(质量分数)

%

图7 EDS分析位置

由表5可知，螺纹牙表面的主要元素成分为锌、氧、铬等。