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明

本次召回是因為電子助力轉向機殼體連接螺栓的問題，召回螺栓的應用部位如下：電子助力轉向機、轉向機電機、轉向機電機連接螺栓和轉向機電機與轉向機殼體裝配后連接螺栓孔。

（2）召回可能原因分析

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

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

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融雪劑，雖然這一類融雪劑融雪效果好，沒有什么腐蝕損害，但它的價格太高，一般只適用于機場等地； 

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”。它的優點是便宜，價格僅相當于有機類融雪劑的1/10，但它對大型公共基礎設施的腐蝕是很嚴重的。

根據王樹軒等撰寫的論文《氯鹽型融雪劑碳鋼腐蝕性的測定新方法》，當配置成溶液濃度低于4％時 ，腐蝕物失重率為CaCl2>MgCl2 >NaCl，因此當濃度低于4%時，鈣鹽和鎂鹽的融雪劑會引起更大的腐蝕。

這個螺栓的連接裝配后，基本沒有外露部分，原則上不會造成螺栓本身的腐蝕。分析可能的原因是融雪劑會滲入到螺紋孔中，造成螺紋、螺紋孔的腐蝕，特別是螺紋孔腐蝕后，如果螺紋孔的設計嚙合長度又比較短，可能就會造成螺紋孔的滑牙，或者即使不滑牙也會引起預緊力的下降，在長期的疲勞載荷作用下會導致螺栓的疲勞斷裂。

從召回措施說明中采用密封劑來對螺栓頭部、電機與齒輪箱殼體以及他們的接觸面，這樣就會減少腐蝕，特別是螺栓頭與齒輪箱殼體、齒輪箱殼體與電機殼體之間的腐蝕。

從這些措施中也可以看出實際上螺栓本身設計或質量都是沒有問題的，主要是由于被連接件可能會產生腐蝕，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，如果在接觸面出現一定的腐蝕后，被連接件夾緊長度出現很微小的變化，也會造成預緊力的下降，從而在疲勞載荷作用下就會產生結合面開口的問題，從而造成較大的疲勞應力，螺栓有些能就會出現疲勞斷裂。

另外，此處通常采用鋼制8.8級螺栓，而特斯拉說明中采用鋁合金螺栓，如果與通常的8.8級螺栓規格一致的話，可能會造成夾緊力不足；

如果與8.8級螺栓規格采用更大一級規格的話，如采用M8的規格，而其他零件采用共用零件，借用其他車型零件的話，這樣就會造成鋁合金被連接件的壁厚變薄，從而會引起強度不足等一系列的問題。