高氮奥氏体钢低温脆断中的三种断裂刻面

用扫描电镜对18Cr-18Mn-0.7N高氮奥氏体钢低温脆断中裂纹的形成、扩展及断面进行了分析.结果表明,低温脆断中,首先沿退火孪晶界及晶界形成微裂纹,微裂纹穿晶连接使裂纹扩展,其结果导致断口上形成三种断裂刻面,即光滑平面状退火孪晶界断裂刻面、光滑曲面状沿晶断裂刻面及粗糙不平的穿晶断裂刻面.     

合金铸钢的显微偏析与晶间脆性

对两种低合金铸钢的沿晶脆性断裂现象进行了研究,结果表明,两种脆化材料的断口均为沿晶脆性断裂。在沿晶面上观察到生长完善的枝晶结构和疏松露头。透射电镜观察与电子衍射分析确认,有薄膜状第二相沿晶间和枝晶沉淀。用俄歇电子能谱仪和离子探针测定了脆性断裂面上杂质元素的偏析,结果表明,沿晶表面上存在H,C,O,N和S的偏析,尤其以O的偏析为甚。经冶炼工艺试验证实,引起两种铸钢的晶间脆性的主要原因是AlN沿初生奥氏体晶界和枝晶间的沉淀,而H,O,N,C等杂质元素的偏聚促进了这种脆性现象的发生。     

物理金相三级人员试题参考答案

二　问答题2 6.当疲劳裂纹扩展速率很低时 ,即ｄａｄＮ小于每周 10 - 5～ 10 - 4ｍｍ时 ,断口微观上常呈无特征的光面 ,或近似于静力断裂的特征。2 7.在蠕变过程中沿晶开裂有楔型 (Ｗ )和椭圆型 (Ｏ)断裂。通常 ,较低的试验温度和较高的应力以及较高的蠕变速率有利于楔型裂纹的形成 ;但当较高的温度和较低应力及应变时 ,晶界空穴将占优势 ,这时就形成椭圆形裂纹。2 8.这两种断裂都是由于环境介质侵蚀而引起的沿晶断裂。应力腐蚀的断口可呈脆性断口也可呈塑性断口。断裂方式有沿晶断裂和穿晶断裂两种 ,碳钢及低合金钢多半是沿晶断裂 ,而奥氏…     

20Cr2Ni4A钢低温回火脆性探讨

用光学金相及扫描电镜分析方法研究了２０Ｃｒ２ｎＩ４Ａ钢的低温回火脆性机理。研究结果表明，钢在２５０－３５０℃区间回火时出现低温回火脆性，其原因与碳化物沿奥氏体－马氏体相界面板出及杂质元素偏聚于原奥氏体晶界有关，得易导致沿晶断裂。     

热锻黄铜阀门开裂原因及热脆机理分析

黄铜阀门在热锻后出现了开裂现象,通过化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对阀门开裂原因进行了分析。结果表明:热脆现象是导致阀门沿晶开裂的主要原因。热锻过程中,铅元素在晶界处发生偏聚,形成富铅的低熔点共晶相,使晶界弱化;在拉应力作用下,裂纹从阀体表面起源,沿轴向扩展,最终导致脆性开裂。最后针对阀门开裂原因提出了预防措施。     

地角螺栓断裂失效分析

应用扫描电镜、光学显微镜和化学分析等检测手段，对地角螺栓断裂原因进行了探讨。结果表明，由于材质40Cr钢调质处理不当，致使钢的显微组织中存在有沿晶界呈网状分布的铁素体相，晶界严重弱化，造成地角螺栓在拧紧时从应力集中的栓杆与螺帽圆角处沿晶脆断。     

贝氏体钢轨矫直断裂失效分析

采用宏观及微观断口分析、化学成分分析、硬度测试及金相检验等方法,对某贝氏体钢轨在矫直时发生断裂的原因进行了分析。结果表明:造成该贝氏体钢轨矫直断裂的主要原因是其显微组织中存在大量的针状马氏体晶间脆性组织,当钢轨受到矫直外力作用时,便从马氏体脆性相应力集中部位的夹杂物处开始起裂,裂纹沿脆性晶界迅速扩展最终导致断裂。     

纳米ZrO2与微米Al2O3复合陶瓷的断裂模式

研究了两种微米Al2O3与纳米ZrO2复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明,Al2O3晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO2颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO2含量较低有利于Al2O3晶界迁移包裹纳米ZrO2形成内晶结构;而ZrO2含量较高使主晶相长大受到抑止,不利于形成内晶结构,趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大,故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.     

GCr15轴承钢连铸坯断裂原因分析

采用化学成分分析、宏观和微观检验等方法对GCr15轴承钢连铸坯在步进式加热炉内加热过程中发生断裂的原因进行了分析。结果表明：断坯中存在较多沿奥氏体晶界分布的网状裂纹,晶界呈熔凝特征,晶界上有许多含硅、铝、铬和锰等的液滴状复合氧化物颗粒,断口附近的沿晶裂纹周围氧化脱碳严重,局部有粗大魏氏组织。这些特征表明加热炉局部存在温度过高现象,进而导致坯料晶界弱化,并且在坯料和步进梁构成的悬臂拉力作用下最终造成沿晶断裂。     

紫铜管焊接接头的断裂分析

对紫铜管焊接接头零件的断裂从成分、金相、断口等方面做了综合分析.金相分析表明,裂纹萌生于紫铜管的内外壁表面,沿晶界向壁中心扩展.金相和能谱分析证实,断口附近紫铜管基体晶界上含有大量的Cu2O第二相和一定的杂质元素铁,这些均使基体的晶界强度大大降低.断口分析表明,该铜管断口为沿晶韧性断裂特征.同时,来样铜管断裂位置均距焊接部位较近,计算表明,在高温(600～700℃)焊接过程中由于铜具有较高的导热率和热膨胀系数,因而在焊接过程中将在总接头长度范围内产生约0.5～1mm的热膨胀,从而在组织中会产生较大的热应力.综合分析认为,轧制铜管本身组织应力、焊接过程的热应力以及水压试验应力的共同作用导致晶界裂纹源的萌生、扩展和最终的沿晶韧性断裂.     

杂质元素磷对中碳硅—锰钢回火马氏体脆性的影响

本文就杂质元素磷对中碳硅—锰钢回火马氏体脆性(TME)的影响作了研究,试验结果表明:钢中TME的存在并不决定于磷含量的多少,因为低磷钢或高磷钢中均可观察到TME现象。磷对TME的影响主要体现在两个方面:一是提高钢中TME显现的冲击试验温度;二是使TME表现的断裂方式由穿晶脆断向沿晶脆断转化。     

07Cr12NiMoVNb耐热钢回火脆性研究

通过冲击试验和断口形貌分析确定07Cr12NiMoVNb耐热钢有回火脆性,并存在二个回火脆性温度区间(450～525℃和575～625℃)。低温回火脆性到高温回火脆性区间的断口形貌从准解理+解理到解理+沿晶断裂,出现沿晶断裂时,冲击值最低。为方便工程上判断是否出现回火脆性,借用了韧/脆转变的(FATT50)概念。     

核电LLS柴油机排气管螺栓断裂原因分析

某核电机组LLS柴油发电机排气管与汽缸连接螺栓发生断裂。通过宏观及微观分析、化学成分分析、显微组织分析、力学性能测试等方法,对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该GH2036合金螺栓的失效模式为沿晶脆性断裂;失效原因为螺栓热处理工艺不当,导致晶界析出了薄片状脆性相,弱化了晶界,造成螺栓在高温和应力共同作用下产生了沿晶脆性断裂。     

新参数|(dX_p)/(dL)|与材料韧脆关系的研究

本文通过一系列AES试验、拉伸以及冲击试验,提出了与钢材回火脆性、沿晶脆断及韧脆转变温度有密切关系的新参数——磷偏聚浓度梯度|(dX_p)╱(dL)|。本文建议对于材料的脆性断裂不仅要考虑磷晶界偏聚量X_p~,而且还要考虑|(dX_p)╱(dL)|值和磷晶晶界富集率β_p值。     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

自行车链轮曲柄断裂原因分析

采用化学成分分析、微观组织检验、断口宏观和微观观察及能谱分析等方法对自行车链轮曲柄断裂的原因进行了分析。结果表明：曲柄断裂为疲劳断裂;由于材料的过烧,使晶界上产生复熔共晶球,脆化了材料的晶界,使用时产生沿晶裂纹,降低了材料的疲劳强度,致使曲柄产生早期疲劳失效断裂。     

铰链梁铰耳断裂原因分析

铰链梁在使用过程中铰耳发生断裂,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口扫描电镜分析等方法,对铰耳断裂原因进行了分析。结果表明:铰链梁中的残余铝含量和氮含量较高,夏季铸造时冷速过慢,使得一次奥氏体晶界析出AlN夹杂物造成晶界脆化,同时晶界上大量的铸态MnS以及Al_2O_3类夹杂物也加剧了晶界的脆化,导致铰链梁铰耳在使用过程中发生沿晶脆性断裂。     

SiCp／Al—Li复合材料的微观结构性能,及断裂特征

本文对粉末冶金法制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ－Ｌｉ复合材料进行了不同温度的拉伸试验和透射电镜分析。结果表明，该复合材料具有高的室温度和低的延伸率。在复合材料基体晶界和ＳｉＣ颗粒界面处理均存在一定宽度的无沉淀带。微裂纹常在基体晶界和ＳｉＣ颗粒界面处形成。复合材料的断裂裂形貌为韧窝加沿晶断裂。     

Al-2.56Li-1.29Cu合金拉伸断裂行为的扫描电镜观察

在备有拉伸装置的扫描电镜下,观察了 Al—2.56 Li—1.29Cu 合金拉伸变形及断裂过程。观察结果表明,在固溶淬火及190℃时效状态下,主要析出相为δ’相。随着时效时间的延长,拉伸断口逐渐由韧窝穿晶型向沿晶突脊型及沿晶韧窝型过渡。在固溶状态下,当拉伸应力超过届服强度以后,出现平直滑移带及交叉滑移带;拉伸裂纹在晶内滑移带及晶界处萌生,并主要沿滑移带扩展。欠时效状态下,δ’相的析出量增多,使共面滑移加剧,交叉滑移带难于形成;裂纹除沿晶界扩展外,也有少部分沿滑移带扩展。在达到峰时效以后,交叉滑移带消失;裂纹在三角晶界处萌生并沿晶界扩展。     

中锰奥氏体钢的脆性断裂研究

水韧处理的中锰钢经退火处理后有较好的加工性能,但再经水韧处理,其室温拉伸试验发生了沿晶+解理的脆性断裂,并且塑性大幅下降。通过断口形貌、显微组织、X射线衍射和表面分析等手段,对这种特殊断裂现象进行了研究。结果表明,沿晶断裂是杂质元素在晶界偏聚的结果,而解理断裂与大量沿晶断裂的产生和奥氏体晶粒中的变形孪晶有关,其解理面为面心立方结构的(111)密排面。