平面涡卷弹簧T9A应力腐蚀断裂分析

某飞机电机在外场工作一定时间后,定点检查发现电机的平面涡卷弹簧断裂。通过宏观观察、电镜能谱检查、化学成分分析、金相组织检查和硬度检测等方法对弹簧断裂的原因进行分析。结果表明:该弹簧断裂属于应力腐蚀断裂,断裂原因为弹簧表面受拉应力作用,同时环境介质Cl-、S-在T9A钢表面的化学镀镍层与基体结合处产生腐蚀微裂纹,并向基体内部扩展,最终导致弹簧断裂。     

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母的开裂原因

某0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母在服役过程中出现开裂。对开裂螺母进行了宏观和微观断口形貌观察、表面能谱分析、显微组织及力学性能分析与测试等。结果表明：该螺母开裂原因为应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹起源于法兰面与螺母体交接处,螺母体与法兰面呈直角此处易积液,螺母表面处理方式为钝化和涂MoS₂,其耐蚀能较差。在腐蚀性潮湿大气环境中,干湿交替作用下螺母产生局部腐蚀点,在腐蚀点处萌生裂纹,裂纹在螺母圆周切向拉应力作用下扩展直至螺母开裂。     

2A12铝合金外套螺母裂纹分析

飞机氧气导管2A12铝合金外套螺母在服役过程中出现裂纹。通过外观观察、断口宏/微观观察、金相组织检测、化学成分分析等方法，对外套螺母裂纹的产生环节和开裂原因进行分析。结果表明:外套螺母裂纹为应力腐蚀所致，裂纹呈分叉状，断口具有泥纹花样的腐蚀产物；应力腐蚀裂纹主要应力来源为外套螺母在装配连接过程中产生的周向应力；应力腐蚀裂纹源头主要出现在外套螺母的螺纹前几扣和端面部位；端面变形磨损或螺纹配合磨损引起局部膜层损伤和抗腐蚀能力下降，是导致该处成为应力腐蚀裂纹源头的主要原因。     

镍磷镀油管在某油田注水井中的损伤原因

采用SEM、EDS和XRD等表征手段分析了在注水井中使用23～65个月的镍磷镀油管的表面腐蚀产物形貌、成分和结构,并对镍磷镀层和油管钢基体的失效原因和腐蚀机理进行探讨。结果表明:服役后,油管表面镍磷镀层均发生了不同程度的损伤,油管钢基体也发生了腐蚀,64.2%的镍磷镀油管因腐蚀引起的壁厚减薄大于标准要求(缺陷深度小于12.5%管体名义壁厚);镍磷镀层厚度太薄,油管前处理工艺不达标,以及Cl-引起的腐蚀是镍磷镀层失效的主要原因;镍磷镀层失效后,腐蚀介质直接与油管钢基体接触,发生溶解氧腐蚀、二氧化碳腐蚀和垢下腐蚀。     

电连接器压线卡断裂分析

电连接器产品组装交付用户并贮存半年后,发现H62黄铜压线卡发生断裂。通过对压线卡宏观观察、微观观察、能谱分析、硬度检查、金相检查,以及同批次压线卡的人工断口、硬度以及金相组织的对比分析,确定此次电连接器压线卡的断裂模式为应力腐蚀。断裂原因主要有两方面:一是压线卡内热缩膜体积较大导致压线卡承受较大拉应力;二是压线卡镀层表面发生破坏失去了保护基体材料的作用,在这两个方面因素的综合作用下最终导致压线卡发生应力腐蚀断裂。建议进一步对压线卡内热缩膜的体积进行量化控制,同时对电连接器压线卡表面镀层的生产、贮存、使用等过程进行控制,避免对镀层的损伤破坏。     

金属镀金外壳抗盐雾腐蚀工艺的改进

目的解决金属镀金外壳在Na Cl盐溶液中表面出现锈蚀、外壳引线根部断裂的问题,提高外壳的抗盐雾腐蚀能力,解决外壳镀层抗蚀性差的问题。方法以盐雾腐蚀机理为依据,利用扫描电镜对镀金外壳在盐雾环境中的腐蚀形貌进行观测,分析镀层腐蚀形貌和金属基座(可伐合金)-玻璃绝缘子(电真空玻璃)-金属引线(可伐合金)封接形貌。从4个方面对工艺进行改进:控制金属镀层与基体材料的电位差,消除腐蚀原动力;提高镀层致密性,减少镀层孔隙率;控制外壳高温封接温度,抑制缝隙腐蚀;控制金属表面镀层厚度,防止镀层与基体间形成腐蚀通道。结果针对镀金外壳在盐雾环境中的腐蚀形态以点蚀、缝隙腐蚀为主的情况,通过优化镀镍工艺、镀金工艺,避免腐蚀发生时金属外壳表面形成大面积点蚀;优化高温退火温度为800℃,高温封接温度为900℃,可以抑制金属外壳缝隙腐蚀的发生。结论优化金属外壳退火温度、高温封接温度、电镀镍和金等工艺措施,提高了金属镀金外壳抗48 h盐雾腐蚀性能。     

某核电厂500 kV母线上承压螺母的断裂原因

某核电厂500 kV母线上的承压螺母发生断裂失效,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试、断口形貌观察以及能谱分析等方法,对螺母的断裂原因进行分析。结果表明：开裂螺母材质为奥氏体不锈钢,由于碳含量较高,在晶界处析出了大量碳化物,造成晶界贫铬,提高了应力腐蚀敏感性。此外,螺母在生产加工过程中还存在加工硬化,进一步增加了螺母的应力腐蚀敏感性,同时,螺母所用原材料中存在较多B类和D类非金属夹杂物,促进了裂纹的萌生和发展。在海洋大气和预紧力共同作用下,最终导致螺母发生沿晶应力腐蚀开裂而失效。     

超临界机组低压转子叶片断裂原因分析

某超临界600 MW机组发生了叶片断裂事故,分别利用光学显微镜、扫描电镜和磁记忆检测仪对叶片的金相组织、叶片表面垢层(腐蚀产物)组成以及叶片应力分布进行分析。结果表明,叶片喷丸质量不佳,在腐蚀环境中产生点腐蚀坑,进汽侧边缘的点腐蚀坑形成微裂纹,在运行中受到离心力及交变汽流力等作用下,产生应力集中,裂纹扩展直至发生疲劳断裂。为了保障该汽轮机安全运行,提出加强汽水品质监督,在大修揭缸检查时,对点腐蚀等微缺陷进行检查以及采取喷涂技术对叶片进行表面防护等措施。     

丙烯球罐底部排放阀连接螺栓断裂原因分析

对开裂和断裂的丙烯球罐底部排液阀连接螺栓进行了宏观和微观观察分析，结果表明，螺栓断裂起源于螺栓表面的晶间腐蚀，后以晶间型应力腐蚀开裂(SCC)扩展至断裂，腐蚀介质为SO4^2-和Cr^-对在大气中使用的奥氏体不锈钢螺栓产生SCC的原因进行了分析和讨论，并提出防止该螺栓断裂的工程措施。     

电站锅炉过热器管失效规律研究

过热器管是锅炉受热面中工作环境最恶劣的炉管,频繁地出现由材料断裂造成的泄漏与爆管失效事故,对电力企业造成了严重的经济损失。根据过热器管不同的失效原因,将过热器管的断裂失效分为韧性断裂、脆性断裂、蠕变断裂及腐蚀断裂。通过对过热器管失效实际案例进行分析,建立了过热器管失效树,同时概括了引起失效的损伤因素。为避免在生产过程中出现引起过热器管失效的重要损伤因素,在设计、运行、维护等环节提出了相应的防范措施。     

钨合金镀层在油田井下环境中的腐蚀行为

目的研究钨合金在塔河油田井下(高温、高酸性及注氮气环境)的腐蚀行为规律。方法在高温高压釜中模拟塔河注气井下工况,结合腐蚀失重、镀层厚度测试、显微硬度测试以及扫描电镜、EDS、SRD等分析手段,对钨合金镀层的腐蚀行为进行研究。结果未腐蚀镀层的维氏硬度为825HV,但经过腐蚀后,镀层的显微硬度值因压痕边角塌陷而无法读取。在H_2S主控环境中,镀层试样明显增重,当温度为130℃时,镀层未观察到分层现象,但镀层表面有腐蚀产物;200℃时镀层出现明显分层和鼓泡,并且鼓泡有破裂现象,微观观察镀层表面有局部腐蚀,局部腐蚀处检测到硫元素,说明硫元素渗入镀层内部,生成硫化物。在160℃的H_2S/CO_2共存和CO_2主控环境中,试样增重不明显,也未发生失重,镀层有轻微的分层现象。在注氮气环境中,试样发生明显失重,镀层厚度减薄,镀层的腐蚀以均匀腐蚀为主,同时镀层出现分层现象。镀层在注气井井下环境中腐蚀后变脆。结论钨合金镀层在高含H_2S环境中及注氮气环境中会发生明显分层,并会出现局部腐蚀,耐蚀性较差,而在其他环境中出现轻微分层现象。     

发动机压气机叶片断裂故障分析

发动机工作过程中压气机叶片断裂,分解检查后根据损伤情况确定了首断件;通过对首断件断口宏观分析,确定断裂性质为疲劳断裂,起始于进气边一侧;断口显微分析结果表明:叶片断裂系起始于腐蚀损伤的疲劳断裂;漆层分析表明基体腐蚀损伤的原因是断口区漆层破损,在高湿和含盐环境下,腐蚀介质沉积在漆层破损处,叶片在破损处出现晶间腐蚀,萌生裂纹并扩展,直至断裂,漆层破损的原因为外来物打伤;针对故障原因,细化了发动机低压压气机二级转子叶片外场检查方法。     

50CrVA钢弹簧氢致延迟断裂失效分析

在服役一段时间后发现飞机舱门的50CrVA钢弹簧在螺纹处发生断裂失效,分别对断裂弹簧的断口形貌、显微组织、硬度、氢含量和化学成分进行了测试与分析。结果表明,弹簧发生失效的原因是氢致延迟断裂,断口裂纹源区为沿晶开裂,晶粒表面存在典型氢脆断口的微观形貌特征。调查制造工艺流程发现,该弹簧首次镀镉后镀层存在缺陷,在未除氢的情况下退除镀层并重新电镀,致使基体引入了更多的氢,加上弹簧装配时螺纹处承受了偏斜载荷,促使弹簧在服役过程中加速断裂。对50CrVA弹簧钢进行工艺验证试验,复现了氢致延迟断裂的失效模式。     

腐蚀预损伤铝合金的疲劳行为研究进展

腐蚀损伤是老龄飞机所面临的一个关键问题,是引发裂纹萌生、扩展并导致飞机结构失效的重要原因,对铝合金的疲劳寿命起决定性作用;腐蚀预损伤如何影响铝合金的疲劳行为是建立含腐蚀损伤铝合金疲劳寿命预测方法的基础,是近年来航空界疲劳断裂领域研究的热点和难点.综述了近年来国内外关于腐蚀预损伤铝合金,尤其是在点蚀情况下的疲劳裂纹萌生和...     

起落架用30CrMnSiNi2A钢表面Cd-Ti镀层在海水和盐雾环境中的腐蚀行为研究

目的 探究水陆两栖飞机用起落架材料表面Cd-Ti镀层的环境适应性及其失效机制。方法 通过采用热轧状态的起落架用钢30CrMnSiNi2A,表面经过喷丸处理后电镀Cd-Ti,然后进行钝化处理。选取平行试样进行浸泡盐雾试验,同时对镀层在长周期浸泡下的状态进行EIS测量,在4种p H条件下进行极化曲线的测量。通过激光共聚焦显微镜测量3D轮廓。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析表面成分和形貌。通过EDS进行能谱分析。结果 在3D轮廓的测量中,Cd-Ti镀层表面粗糙度Ra=1.69μm,镀层截面厚度约为11μm。pH=3.0时,Cd-Ti镀层的腐蚀电位最正,腐蚀电流密度最大。Cd-Ti镀层表面主要存在Cd、Cd O、Ti以及部分CdCO₃和CdO₂。长周期浸泡试验的EIS测试发现,随着浸泡时间的延长,Nyquist曲线发生改变,28d后镀层表面存在一层致密的腐蚀产物膜,可以有效地阻挡腐蚀性介质进入镀层,在Nyquist图中表现为容抗弧增大。2种试验环境下的增重速率表明,在盐雾环境中,增重速率较快,这与表面生成更多的CdCO₃有关...     

高压管汇由壬翼形螺母的失效原因

页岩气压裂施工中,某高压管汇由壬翼形螺母在服役期间发生断裂,从失效由壬翼形螺母断口位置取样,进行宏观、微观观察,断口能谱分析,硬度测试及金相检验等,并利用ABAQUS软件对由壬翼形螺母进行力学分析,揭示其失效机理。结果表明：螺母内径存在多点疲劳源,断口中央有明显贝纹线且被红褐色(Fe₂O₃)、黄绿色(FeCl₂)腐蚀产物覆盖;微观断口表面存在球状氧化物,能谱分析表明其含有一定量的Ca、Si元素,螺母原材料中存在较多C类和D类非金属氧化物;硬度和金相组织均达到工艺要求;有限元分析所得产生应力集中的部位与实际断裂位置一致,即靠近母由壬螺纹顶端处,且最大应力为910 MPa,超出材料屈服强度。故由壬翼形螺母失效机理为腐蚀疲劳断裂。最后,提出了相应的改进措施。     

高温高压氯离子环境对螺杆钻具硬铬镀层腐蚀行为的影响

目的研究螺杆钻具表面硬铬镀层在高温高压氯离子环境下的腐蚀行为。方法利用高温高压反应釜模拟螺杆钻具的井下环境,对螺杆钻具表面硬铬镀层进行腐蚀和检测,通过正交实验法研究温度、压力和氯离子浓度对硬铬镀层腐蚀状态的影响。采用动电位扫描、腐蚀失重法,研究硬铬镀层的电化学参数及腐蚀特征。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS),分析镀层腐蚀后的微观形貌和表面成分的变化。结果影响硬铬镀层腐蚀速率的最大因素是氯离子浓度,其次是温度,再次是压力。年腐蚀深度最严重为0.8925 mm/a,最大的腐蚀速率为1.9026 g/(m~2·h)。腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而降低,随着温度和压力的升高而升高。结论推断在温度180℃、压力15 MPa和Na Cl质量浓度30 g/L的条件附近,硬铬镀层腐蚀最严重。氯离子是影响镀铬层腐蚀速率的主要因素,因为氯离子优先在敏感位置(钝化膜的薄弱点处,如裂纹)引发孔蚀核。在闭塞腐蚀电池催化作用下,镀层表面不断形成孔蚀,裂纹被加宽,最终导致少部分区域镀层剥落,影响镀层整体保护性能。     

1000MW核电机组汽轮机径向轴承顶瓦碟簧断裂原因分析

采用宏观形貌观察、尺寸测量、力学性能测试、金相分析、断口形貌分析和断口微区成分分析等方法,对某1 000 MW核电机组汽轮机碟簧断裂原因进行了分析。结果表明,碟形弹簧的断裂性质按断裂先后顺序依次为点腐蚀损伤、应力腐蚀开裂和脆性断裂,引起点腐蚀损伤的原因为碟形弹簧服役环境中腐蚀性元素的作用,过大的压缩量加速了碟簧的早期失效。     

贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能研究

利用电化学测试技术、扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:在50μg/gCl-的KCl溶液中,钛镀层的腐蚀电位远高于贫铀的腐蚀电位,钛镀层对贫铀是阴极性镀层,对贫铀的保护是基于其对腐蚀介质的物理屏障作用;贫铀表面完整钛镀层的极化电阻和电化学阻抗幅值远大于贫铀,腐蚀电流远小于贫铀,完整钛镀层对贫铀具有良好的抗腐蚀保护作用;贫铀表面钛镀层的腐蚀特征为局部腐蚀,由孔蚀向电偶腐蚀转变;破坏的钛镀层将加速铀基体的腐蚀。     

Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的腐蚀形貌研究

在四种腐蚀溶液中对Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层进行浸泡试验,利用光学显微镜对镀层腐蚀后的表面形貌进行了分析。9天的浸泡试验结果表明,经400℃热处理的镀层在各种腐蚀介质中腐蚀后的表面形貌变化比镀态镀层小;镀层在HCl溶液中的腐蚀属于点蚀,在H2SO4、H3PO4和FeCl3溶液中的腐蚀属于缝隙腐蚀。