ML20MnTiB-1合金冷镦钢螺栓镦头开裂原因分析

材质为ML20MnTiB-1的合金冷镦钢盘条在经过拉拔、球化退火处理后冷镦加工成螺栓的过程中，部分螺栓头部出现开裂现象。对头部开裂的螺栓试样进行了宏观检测、非金属夹杂物检测、金相检测、扫描电镜及能谱检测分析，检测结果表明，螺栓头部开裂对应的螺杆表面的近表面区域存在多条大尺寸黑色夹渣。材料近表面区域存在大尺寸夹渣会严重破坏材料基体的连续性，降低材料的韧塑性。在金属基体相对于夹渣发生流动时，夹渣与金属基体脱离并划伤基体而出现微裂纹及空隙，金属冷拔、冷镦变形会进一步加剧这些微裂纹及空隙的扩展。由此判断，材料近边缘大尺寸夹渣是导致材料镦头开裂的主要原因。     

轮辐用热轧车轮钢BT380CL开裂原因分析

针对包钢2250mm热轧线轮辐用热轧车轮钢BT380CL在用户加工过程中出现的开裂问题,取母材拉伸试样、金相试样和硬度试样,取轮辐开裂处及未开裂处的金相试样,通过力学性能检测、金相组织观察、夹杂物的扫描电镜观察及能谱分析,得出本次热轧车轮轮辐用钢的旋压冲孔开裂原因为板材心部产生的珠光体偏析带、硫化物条带及硅酸盐和铝酸盐夹杂与基体的塑性不一致导致。     

SWRM6盘条拉拔断裂原因分析

某线材厂SWRM6的热轧盘条在用户使用拉拔后发生了断裂。通过取样对该盘条进行了断口宏观形貌、金相微观组织、缺陷及电子探针能谱方面的分析,表明断裂盘条的试样边部均存在裂纹,裂纹处有夹渣,夹渣碳质量分数远远高于基体碳质量分数。由于夹渣的存在,一方面因为其塑性较钢材低,在轧制和拉拔时易形成开裂,另一方面由于其富碳层使基体表面增碳,形成索氏体和网状碳化物等异常组织,加速了盘条拉拔时的断裂。     

热浸镀锌钢板180°冷弯开裂分析

采用金相显微镜、扫描电镜分析了镀锌钢板180°冷弯时出现开裂的原因。发现裂纹附近的显微组织除发生轻微变形外,未见明显夹杂物和组织偏析;开裂属于韧性断裂,断裂方式与受力方向相同;开裂处有大量硅酸盐、硫化物和结晶器保护渣的复合夹杂物。认为镀锌钢板中大量的硫化物和硅酸盐夹杂物是造成钢板冷弯开裂的主要原因,对炼钢工序提出了相应的改进措施,实施后,未出现过180°冷弯开裂现象。     

低合金钢板表面裂纹形成机理分析

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等手段对低合金钢板的表面裂纹原因展开分析,从裂纹处发现氧化、脱碳和夹杂物存在,夹杂物成分中主要含有Al、Si、Ca、Mg、Ti等元素。连铸坯近表面形成的夹杂物破坏了基体组织连续性,夹杂物处在钢板轧制过程中首先开裂,并逐步扩展成裂纹。通过优化连铸保护渣和连铸工艺,成功避免了此类裂纹的产生。     

某船用发动机活塞头开裂失效分析

为探索某船用发动机活塞头开裂失效的原因,应用扫描电子显微镜、能谱仪、光学显微镜、直读光谱分析仪、硬度仪对该断裂件进行了组织、硬度和化学成分等分析。研究结果表明,由于活塞头存在夹渣缺陷,当活塞头在工作过程中受到冲击力作用时,夹渣缺陷处萌生裂纹,成为疲劳源。疲劳裂纹在交变应力作用下逐步扩展,当疲劳裂纹贯穿整个活塞头底面后,活塞头开裂出现漏气、漏油,从而造成发动机停机故障。     

X65管线钢抗氢致开裂性能研究

研究了4个批次X65管线钢抗氢致开裂(HIC)性能,结果表明,试样经硫化氢腐蚀试验后,表面均出现了氢鼓泡,但裂纹敏感率不同。X65管线钢C、Mn含量较低、Cu含量较高时,裂纹敏感率较低。当X65管线钢组织存在偏析带时,氢致裂纹在偏析带上起源,并沿偏析带扩展。     

拉伸载荷作用下AlN夹杂物对航空用超高强度钢中裂纹萌生的影响

 采用扫描电镜原位观测法,跟踪观察了航空用超高强度钢中长方型夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观行为。结果表明,拉伸载荷作用下,航空用超高强度钢中裂纹萌生的方式与夹杂物尺寸及夹杂物周围孔洞的大小有关。当夹杂物面积小于一定值时,无论夹杂物周围有无孔洞,裂纹均以夹杂物/基体界面开裂的方式萌生;当夹杂物面积大于一定值后,若夹杂物/基体界面基本完好,则裂纹易以夹杂物自身开裂的方式萌生;若夹杂物周围孔洞面积较大,则裂纹易以夹杂物/基体界面开裂的方式萌生。     

SPA-H钢弯曲开裂原因分析

SPA-H钢板在用户制作集装箱时出现弯曲开裂的质量问题,应用扫描电镜、能谱仪、光学显微镜对弯曲开裂样品开裂部位的非金属夹杂物、成分偏析等进行分析,并对比分析了弯曲未开裂样品。经过观察发现,弯曲开裂样品在钢板1/4厚度部位严重的磷偏析割裂了钢板组织的连续性和金属的流动性;以及裂纹源附近的硫化锰夹杂物较多,破坏了基体的连续性,大颗粒的氧化铝夹杂物易形成应力集中,成为裂纹源。严重的磷偏析和较多的非金属夹杂物共同作用致使钢板在弯曲时开裂。     

H13模具钢电渣锭底部裂纹成因分析

某企业生产的H13电渣锭底部出现了裂纹缺陷,导致产品合格率低。采用金相及扫描电镜等检测方法对裂纹试样进行了宏观观察、金相组织检验及能谱等分析。结果表明:电渣锭底部裂纹均沿枝晶开裂,枝晶间存在明显的合金成分偏析。由此针对裂纹原因提出了改进措施。     

30Mn2热轧棒材表面裂纹缺陷原因分析

针对30Mn2热轧棒材表面出现裂纹缺陷的问题,取样进行了成分、性能、显微组织及能谱分析。结果表明,材料的成分及性能均符合设计要求,裂纹内存在较大的残留气泡及夹杂物,基体存在由P偏析导致的带状组织即鬼线组织,夹杂物包含保护渣成分。结晶器卷渣是导致轧材出现纵向裂纹的主要原因。通过更换保护渣及优化加入方式等,避免了30Mn2轧材表面裂纹和鬼线组织等缺陷的再次产生。     

49MnVS3非调质钢连铸方坯中心裂纹分析

采用金相、扫描电镜及能谱分析了连铸方坯中心位置的宏观和微观特征.发现偏析是导致中心裂纹产生的主要原因,裂纹发生在柱状晶末端和粗大等轴晶区,沿一次枝晶晶界展开;开裂方式为沿晶开裂,开裂时期处于液相.存在两种晶界偏析,一种为析出的MnS夹杂物,另一种为聚集的浓化钢液.中心位置析出物未达到非调质钢质量要求.      

加载方式与初生α相对钛合金裂纹扩展行为的影响

利用带载荷台的扫描电镜原位观察了近α型钛合金TA15中初生α相在单向拉伸和循环交变载荷下裂纹的扩展行为,结果表明:单向拉伸时,由于初生α相强度高于基体β转变组织,裂纹遇到初生α相时一般不能穿过而是绕过;而在交变载荷下,由于基体β转变组织产生循环硬化,其强度水平与初生α相相当,裂纹遇到初生α相时可直接贯穿,并沿与应力垂直的水平方向扩展.     

硅酸盐夹杂在集装箱底侧梁脆性开裂过程中的作用

某集装箱底侧梁在正常使用过程中发生开裂,事故发生时箱内载重未超过箱体允许的承重极限。通过对开裂的底侧梁进行化学成分光谱分析、拉伸及冲击性能测试、梁正常部位及断口毗邻区域金相检验、断口分析以及夹杂物综合分析等,分析了底侧梁开裂的原因,研究并解释了夹杂物在开裂过程中所起的作用。检验及分析结果表明,底侧梁钢板强韧性低下,且表面脱碳,存在表面强度进一步低于基体的现象,在服役过程中导致裂纹易于在表面萌生。酸溶铝(Als)含量极低,这也导致钢板存在较高的韧脆转变温度,服役过程中存在较大的安全隐患。同时钢板内存在大量大尺寸的MnO-SiO₂-Al₂O₃系和CaO-SiO₂-Al₂O₃系硅酸盐塑性夹杂,该夹杂在热加工过程中被严重拉长,分布于晶界和晶内,严重破坏了钢材基体连续性,导致其强韧性低下并促进了裂纹的扩展。服役过程中底侧梁R角处作为应力集中部位首先发生开裂,进而裂纹以沿晶+穿晶解理的方式快速扩展,最终脆性开裂。     

加载方式与初生a相对钛合金裂纹扩展行为的影响

利用带载荷台的扫描电镜原位观察了近a型钛合金TAl5中初生a相在单向拉伸和循环交变载荷下裂纹的扩展行为，结果表明：单向拉伸时，由于初生a相强度高于基体口转变组织，裂纹遇到初生a相时一般不能穿过而是绕过；而在交变载荷下，由于基体口转变组织产生循环硬化，其强度水平与初生a相相当，裂纹遇到初生a相时可直接贯穿，并沿与应力垂直的水平方向扩展。     

45F圆钢冷剪开裂原因分析

针对45F钢在冷剪时产生开裂,从化学成分、金相检测、电镜及能谱、裂纹形态等方面进行分析。结果表明:裂纹沿铁素体偏析条裂开,偏析条内部存在夹杂物。圆钢上存在的成分偏析及偏析条内的夹杂物定向分布是造成钢材冷剪开裂的主要原因。     

Q345B钢板冷弯开裂原因分析

Q345B钢板在冷弯时开裂,对开裂钢板进行力学性能、化学成分、金相组织、非金属夹杂物等检测。结果表明:Q345B钢板开裂的裂纹源位于钢板厚度1/4处,开裂的主要原因是大量的硫化物夹杂和马氏体偏析带。     

夹杂物特征参数对拉伸载荷下X80管线钢中裂纹萌生及扩展影响的原位观测

 采用扫描电镜原位观测的方法,跟踪观察了拉伸载荷作用下X80管线钢中不同尺寸、形态的夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观力学行为。结果表明：在拉伸载荷作用下,夹杂物面积越大,夹杂内萌生的裂纹条数越多,第1条裂纹萌生时的应力越小;夹杂物的形态和面积决定第1条裂纹的萌生位置;当夹杂物呈不规则形态且棱角较多时,裂纹在萌生初始阶段就向基体扩展,但之后继续加载时裂纹不会继续在基体中扩展;夹杂物对X80管线钢的拉伸性能无显著影响。     

直缝焊管用钢焊缝开裂原因分析

采用宏观形貌分析、金属流线观察、断口分析、金相及能谱等手段,分析了某钢厂生产的Q235B带钢裁剪焊管后出现焊缝开裂的问题。认为基体在连铸时内弧厚度方向1/4处存在的偏析和夹杂物,经加热焊接挤压后,破坏了焊缝表面的连续性,在应力作用下形成微裂纹,是造成焊管开裂的主要原因。通过优化冶炼工艺,降低锰硫比等措施使缺陷基本得到控制。     

时效态Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金的拉伸断裂行为

研究了时效显微组织对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金断裂行为的影响.结果表明:473K低温时效时,析出相小而密,由晶界析出相(GBP)引发的微裂纹在晶界处产生并沿晶内的择优取向扩展;温度达到523K时,GBP长大,应力集中仅在某些大尺寸GBP处出现,并引发GBP与基体分离,而产生微孔,微孔的聚集与长大导致了合金的断裂.微裂纹沿着孪晶与基体的界面扩展,在断口形成平滑刻面,而GBP的存在会加剧这一趋势.时效温度升高后,孪晶与GBP数量减少,滑移变形加剧,导致平滑刻面数量减少.