在地铁车辆中，螺栓联接是装配中必不可少的部分。车辆抗侧滚扭杆螺栓在工作中主要承受静载荷，以完成联接、紧固的功能，承受来自传递动力载荷和机械振动的动载荷，装配过程中还可能承受冲击载荷，其性能直接影响到列车的制动效率，与列车的安全息息相关。

      上海七号线列车为长客-庞巴迪6节编组的A型车，额定载荷时可容纳1860名乘客，超员时可达2460名乘客。在连续使用一年后，巡检时发现有车轮抗侧滚扭杆M12×70mm螺栓断裂，螺栓为8.8级。为查明螺栓断裂原因，以便采取有效对策，避免类似事故的发生，笔者对断裂原因进行了分析。

 

      （1）宏观断口分析 从断口宏观检测发现，断口表面较光滑，为剪切断口。裂纹源于螺纹周向表面。断裂失效的类型为滑移分离失效。螺栓联接副间的接触表面发生相对运动，在接触应力的作用下，因表面发生损伤而导致螺栓断裂。

      （2）化学成分分析 采用直读火花光谱仪LABSPARK750 A对螺栓进行化学成分分析（结果见附表），可知螺栓的化学成分满足GB/T699—1999对35钢的技术要求。

      （3）金相检验 对断口进行磨制、抛光、侵蚀，制成金相试样在光学显微镜下观察，螺栓的组织为回火索氏体，心部为回火索氏体+贝氏体（见图1、图2）。在纵向截面上对非金属夹杂物进行检测，根据GB/T10561—2005，非金属夹杂物的级别为D类，环状氧化物夹杂物级别为D2～D2.5级（见图3、图4），表层与心部非金属夹杂物无明显差别。

      （4）硬度测试 采用HR－150A洛氏硬度计对螺栓进行了硬度测试，检测结果为27.5～31HRC，符合GB/T3098.1－2010《紧固件力学性能螺栓、螺钉和螺柱》中对8.8级高强度螺栓的要求。

 

      由化学成分可知，螺栓材质为35钢，硬度符合GB/T3098.1－2010中8.8级螺栓的要求。

金相观察结果表明，螺栓非金属夹杂物为D类环状氧化物，夹杂物含量较高，对螺栓服役性能有一定影响。

      螺栓表层金相组织为均匀的回火索氏体，从1/2半径心部处开始出现组织不均匀现象，为回火索氏体+少量的贝氏体（有未完全淬透的痕迹）。螺栓心部组织不均匀现象与调质冷却有关。由于螺栓在网带炉中加热时装炉量大，油淬时可能造成冷却不足，导致螺栓未完全淬透，但这不是造成该螺栓断裂的主要因素。

      螺栓表面有明显的磨损痕迹，说明螺栓在使用时可能有松动现象。工作人员也表示在检修时发现松动现象。螺栓出现松动时，一方面预紧力会明显下降（一般认为，在可能的条件下螺栓预紧力越大则螺栓联接越安全）；另一方面，被联接件间将出现缝隙甚至发生相对滑移，螺栓就会受到剪切和弯曲载荷，在弯曲载荷下，受到拉应力的一侧，最大拉应力在螺栓的螺纹根部。螺栓松动状态下，表面受到的拉应力进一步增大，易引起螺栓发生疲劳失效。