船用柴油机针阀体失效分析及改进措施

针阀体是柴油机喷油器的关键零件。某船用柴油机仅运行了5h,其喷油器针阀体即开裂。开裂的针阀体材料为18CrNi8钢,经过930℃×4h乙炔气真空渗碳、820℃×2.5h氮气淬火、-100℃×2h深冷处理和180℃×4h回火处理。对开裂的针阀体进行了化学成分分析、断口分析、金相检验、硬度测试和有效硬化层测试。结果表明:针阀体肩胛倒角处组织过热,且存在易成为裂纹起始点的机加工缺陷,导致其在发动机运行过程中在交变应力的作用下发生疲劳开裂。根据针阀体开裂的原因提出了改进措施,取得了良好的效果。     

铸铜合金水龙头阀体开裂原因分析

通过扫描电镜和金相检验方法观察铸铜水龙头阀体裂纹宏观及微观形貌,检测其化学成分、硬度等,探讨水龙头阀体开裂原因。结果表明,水龙头阀体开裂是由于存在过热造成的晶粒粗大、魏氏组织、铸造疏松等缺陷引起的脆性开裂。通过控制浇注温度,加快冷却速度,可避免裂纹的产生,提高阀体的质量。     

不锈钢导管开裂原因分析

某型不锈钢导管通过高频感应加热钎焊与套管相连,在充油疲劳试验中发生多起早期开裂漏油故障.对导管裂纹、裂纹断口、显微组织进行了观察,对显微硬度进行了测定.研究结果表明,开裂从钎焊焊角附近的外表面起始,向导管基体延伸并在导管基体中发生高周疲劳扩展.钎焊焊缝的枝晶间显微疏松导致的应力集中与微裂纹效应以及近焊缝区母材晶粒长大是导管早期疲劳开裂的主要原因.焊接缺陷的产生主要与焊接温度过高、搭接接头设计不合理有关.     

针阀体组织及使用寿命的研究

采用Axiovert-25CA型金相显微镜对比观察了针阀体原材料、钎焊后及正火后的组织形貌,发现原材料的金相组织为较细的索氏体;钎焊后的金相组织为粗片状珠光体与铁素体;正火后的组织较钎焊后有了明显的细化。通过调整渗碳工艺及淬火温度,来缓和渗碳层的硬度梯度和改变渗碳层的组织状态,达到提高强韧性和耐磨性的目的。采用DMAX-2500PC型X射线衍射仪和MM200型磨损试验机分别对不同热处理状态下的试样进行了残余奥氏体含量及耐磨性试验的研究。结果表明,延长冷处理保温时间和降低冷处理温度,均能使残余奥氏体含量有所降低,耐磨性有所提高。     

G20CrNi2MoA钢的回火特性及在柴油机针阀体上的应用

研究了由G20CrNi2MoA渗碳轴承钢制作的柴油机渗碳针阀体的回火特性。对该材料的化学成分、力学性能及显微组织进行了详细的检测,并研究制定了最佳的热处理工艺。在180~250 ℃不同温度下对针阀体试样进行回火处理,通过光学显微镜对针阀体座面及心部组织进行了分析,XRD检测了端面残奥含量,并用显微维氏硬度计对座面渗层及心部进行了硬度分析。结果表明,当回火温度为230 ℃时,G20CrNi2MoA钢针阀体的座面硬度可达740 HV(61.8 HRC),端面残奥体积分数为0.25%,能保证针阀体在230 ℃左右温度下具有良好的耐磨性和组织、尺寸的稳定性。试制出的针阀体寿命较长,能满足柴油机对针阀体的使用要求。     

27SiMnMoV 钢针阀体组织的研究

采用Axiovert-25CA型金相显微镜、激光共聚焦显微镜(LSCM)和QUNETA-400环境扫描电镜研究了27SiMnMoV钢原材料及经不同温度淬火和280℃回火的针阀体的显微组织。研究结果表明,27SiMnMoV钢原材料存在4~5级的带状组织,27SiMnMoV钢制针阀体渗碳后的最佳淬火温度为840~860℃,最佳淬火冷却工艺为先油冷25s再空冷。27SiMnMoV钢针阀体渗碳层的淬火、回火组织为隐晶马氏体,基体组织为板条状马氏体+少量铁素体。     

HPb59-1温控阀体热冲压开裂分析与控制措施

针对黄铜温控阀在加工和使用中的少量开裂问题,阐述了阀体坯件的结构和成分,分析了坯件在热冲压过程中裂纹产生的部位及其走向,阐述了裂纹的形成过程和特点,并提出了减少开裂倾向的措施.经生产验证,温控阀体开裂现象大幅度减少,大大提高了产品的质量.     

18CrNi8钢制针阀体热处理工艺

喷油嘴偶件是柴油机上的一对关键部件 ,由针阀和针阀体组成。针阀体的结构形状及尺寸如图 1所示。针阀体工作时主要受力部位是中孔和座面 ,同时喷油孔也受高压油的冲刷。长型针阀体中孔直径与孔深的细长比很大 ,视为深孔 ,喷孔直径又很小 (为0 .30ｍｍ) ,近似一端封闭的盲孔。如对它进行普通渗碳处理 ,渗层组织不稳定。特别是球头部分截面薄易渗碳 ,碳化物大量堆积形成网状从而降低了力学性能。工作时在外力作用下 ,产生沿晶开裂而失效。为了满足针阀体的性能要求 ,对其材料和热处理工艺都提出了很高的要求。长期以来 ,我公司针阀体选用 1…     

EGR(换热器)真空钎焊断裂机理研究

以广泛用于航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业领域的微型换热器(LC030 EGR换热器)真空钎焊接头裂纹为例,利用扫描电镜对裂纹处的金相组织以及焊接成分等进行了研究,以分析其开裂机理。试验结果表明:形成裂纹的主要原因是钎焊中心处形成硬而脆的化合物,在钎角处存在气孔以及在从钎焊温度冷却过程中会在钎缝中心形成应力集中,在此三者的共同作用下导致裂纹的产生。     

贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为

依据NACE TM2048-2005标准测试了热轧态X120管线钢的氢致开裂敏感性,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察裂纹和组织形貌,结合氢压理论讨论了贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为。结果表明,X120管线钢的氢致裂纹多从较大尺寸的夹杂物处萌生;氢致裂纹沿原奥氏体晶界扩展,部分裂纹穿过板条贝氏体组织,块状贝氏体铁素体组织有较好的抗氢致开裂性能。     

42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^-6。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。     

42CrMo钢风电主轴开裂失效的组织缺陷分析

利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针对热处理后开裂的42CrMo钢制大型风电主轴进行微观组织形貌及微区成分分析。结果表明,主轴裂纹附近存在大量的硫化物及氮化物夹杂,且夹杂物与基体存在明显的间隙面,易以界面脱粘开裂机制产生裂纹,同时夹杂处的微区成分偏析及裂纹附近的缩松缺陷共同作用最终导致主轴开裂。     

针阀体的质量评定

为揭示国内外内燃机针阀体的质量水平,供设计、开发针阀体参考,检测了国内外5个厂生产的针阀体的化学成分、非金属夹杂物、显微组织和硬度。结果表明:国外针阀体的合金元素含量比国内针阀体的高,因此淬透性较好,非金属夹杂物含量较少,耐磨性、抗疲劳性能好,显微组织均匀细小,力学性能和工艺性能均优于国内产品。     

16MnR钢板冷冲压开裂与显微组织的关系

用电子显微镜观察和分析了16MnR钢板冲压裂纹的显微组织。结果表明，开裂的主要原因是显微组织中有贝氏体型（粒状贝氏体、块状反应产物）非平衡组织。该组织在光学显微镜下很难与铁素体加珠光体组织区别。试验结果为预防和解决16MnR钢板冲压开裂提供了理论依据。     

瓦楞辊辊齿开裂原因分析与工艺改进

采用直读光谱仪、显微硬度机、光学显微镜、氮氢氧联合测定仪、扫描电子显微镜等分析手段,对开裂瓦楞辊辊齿的开裂原因进行了分析,结果表明,瓦楞辊辊齿为氢致延迟开裂。基体较高的氢含量、较高的碳含量和回火马氏体组织均使氢致裂纹扩展行为升高,在磨削应力、镀层应力以及磨削热应力的共同作用下瓦楞辊辊齿表面产生了开裂。本文还深入分析和讨论了磨削裂纹和氢脆开裂之间的关系,认为磨削裂纹的本质符合氢脆开裂机理。     

电连接器4J29合金接触体断裂分析

采用体视显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、光学显微镜,对断裂的电连接器接触体进行表面和断口的宏微观形貌观察,断口表面化学成分及显微组织分析。结果表明:电连接器接触体在含Cl~-介质中发生应力腐蚀开裂,最终在工作振动应力作用下发生疲劳断裂;裂纹萌生阶段主要特征为腐蚀坑和沿晶,扩展阶段的主要特征为裂纹穿晶、分叉和疲劳条带。酸洗后腐蚀性Cl~-的残留与接触体表面镀层开裂导致接触体断裂。     

QNH-0108转盘式自动火焰钎焊机

QNH－0108转盘式自动火焰钎焊机是钎焊四通阀的先导阀阀体与滑板、阀体与d毛细管以及滑板与a,b,c毛细管钎焊的专用自动焊设备。本文从设备的结构、特点等方面介绍了对四退阀的具体部位的钎焊。     

大型不锈钢阀体铸件裂纹分析

对ZG08Cr18Ni9不锈钢阀体铸件的化学成分、裂纹特征、阀体内部残留物质物相及金相组织进行了分析,得出了阀体材料成分中个别元素偏离标准及铸件缩松、夹杂物多且缺陷尺寸过大,是造成阀体产生裂纹的根本原因.阀体的工作条件促使材料发生脆化,加速了裂纹的产生与扩展.最后提出了相应的预防措施.     

7A09铝合金型材表面裂纹产生的原因分析

采用宏观观察、体式显微镜、光学显微镜、扫描电镜、EDS能谱以及生产过程复查等手段,对7A09铝合金型材表面裂纹现象进行了分析。结果表明:7A09铝合金的化学成分、组织及状态均未见异常;裂纹呈剪切韧窝形貌,为塑性开裂。结合型材生产工艺分析认为,型材表面裂纹应为矫直过程产生的应力裂纹,产生原因是在二次辊矫过程中,矫直力过大造成型材局部应力过大。型材淬火热处理与辊式矫直间隔时间偏长,是造成部分型材二次辊式矫直开裂的根本原因。     

7055铝合金零件开裂原因与预防

通过体视显微镜、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度测试仪等手段,对2件喷射成形、在热处理过程中发生开裂的7055铝合金零件的宏观开裂特征、微观断口形貌、金相组织和显微硬度进行对比分析,结果表明:2件铝合金零件成分、组织、状态均未见异常;裂纹断面主要呈冰糖状沿晶界断裂特征,而人工断面则主要呈韧窝型穿晶断裂特征。综合零件制备工艺分析认为,零件裂纹应为淬火裂纹,产生原因与7055铝合金淬火敏感性及零件热处理工艺控制有关。建议采取淬火前充分均匀化处理、淬火时减小淬火速率、合理控制零件截面形状、应力集中部位采用圆角过渡等措施预防淬火裂纹产生。