從熱處理角度分析特斯拉螺栓斷裂

（1）召回螺栓連接部位說(shuō)明

本次召回是因?yàn)殡娮又D(zhuǎn)向機(jī)殼體連接螺栓的問(wèn)題，召回螺栓的應(yīng)用部位如下：電子助力轉(zhuǎn)向機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)電機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)電機(jī)連接螺栓和轉(zhuǎn)向機(jī)電機(jī)與轉(zhuǎn)向機(jī)殼體裝配后連接螺栓孔。

（2）召回可能原因分析

從召回說(shuō)明中可以看出連接螺栓材質(zhì)為鋁合金，電機(jī)和齒輪箱的殼體也都是鋁合金材質(zhì)，正常情況下這種材質(zhì)的螺栓是不會(huì)容易造成腐蝕的。但召回說(shuō)明中提及是由于融雪劑造成的腐蝕，使螺栓造成斷裂。

根據(jù)model S的特斯拉工程師的說(shuō)明，融雪劑中特別是經(jīng)常使用鈣鹽或鎂鹽而不是氯化鈉（食鹽）會(huì)造成更大的腐蝕。

融雪劑主要分為兩大類：

一類是：以醋酸鉀為主要成分的有機(jī)融雪劑，雖然這一類融雪劑融雪效果好，沒(méi)有什么腐蝕損害，但它的價(jià)格太高，一般只適用于機(jī)場(chǎng)等地； 

另一類是：氯鹽類融雪劑，包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通稱作“化冰鹽”。它的優(yōu)點(diǎn)是便宜，價(jià)格僅相當(dāng)于有機(jī)類融雪劑的1/10，但它對(duì)大型公共基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕是很?chē)?yán)重的。

根據(jù)王樹(shù)軒等撰寫(xiě)的論文《氯鹽型融雪劑碳鋼腐蝕性的測(cè)定新方法》，當(dāng)配置成溶液濃度低于4％時(shí) ，腐蝕物失重率為CaCl2>MgCl2 >NaCl，因此當(dāng)濃度低于4%時(shí)，鈣鹽和鎂鹽的融雪劑會(huì)引起更大的腐蝕。

這個(gè)螺栓的連接裝配后，基本沒(méi)有外露部分，原則上不會(huì)造成螺栓本身的腐蝕。分析可能的原因是融雪劑會(huì)滲入到螺紋孔中，造成螺紋、螺紋孔的腐蝕，特別是螺紋孔腐蝕后，如果螺紋孔的設(shè)計(jì)嚙合長(zhǎng)度又比較短，可能就會(huì)造成螺紋孔的滑牙，或者即使不滑牙也會(huì)引起預(yù)緊力的下降，在長(zhǎng)期的疲勞載荷作用下會(huì)導(dǎo)致螺栓的疲勞斷裂。

從召回措施說(shuō)明中采用密封劑來(lái)對(duì)螺栓頭部、電機(jī)與齒輪箱殼體以及他們的接觸面，這樣就會(huì)減少腐蝕，特別是螺栓頭與齒輪箱殼體、齒輪箱殼體與電機(jī)殼體之間的腐蝕。

從這些措施中也可以看出實(shí)際上螺栓本身設(shè)計(jì)或質(zhì)量都是沒(méi)有問(wèn)題的，主要是由于被連接件可能會(huì)產(chǎn)生腐蝕，特別是接觸面之間腐蝕，加上齒輪箱殼體法蘭壁厚比較薄，造成被連接件的剛度比較大，如果在接觸面出現(xiàn)一定的腐蝕后，被連接件夾緊長(zhǎng)度出現(xiàn)很微小的變化，也會(huì)造成預(yù)緊力的下降，從而在疲勞載荷作用下就會(huì)產(chǎn)生結(jié)合面開(kāi)口的問(wèn)題，從而造成較大的疲勞應(yīng)力，螺栓有些能就會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂。

另外，此處通常采用鋼制8.8級(jí)螺栓，而特斯拉說(shuō)明中采用鋁合金螺栓，如果與通常的8.8級(jí)螺栓規(guī)格一致的話，可能會(huì)造成夾緊力不足；

如果與8.8級(jí)螺栓規(guī)格采用更大一級(jí)規(guī)格的話，如采用M8的規(guī)格，而其他零件采用共用零件，借用其他車(chē)型零件的話，這樣就會(huì)造成鋁合金被連接件的壁厚變薄，從而會(huì)引起強(qiáng)度不足等一系列的問(wèn)題。