42CrMoA钢锻件内部裂纹失效分析

采用化学成分分析、低倍检验、金相检验、能谱分析以及显微硬度测试等方法对某42CrMoA钢锻件内部裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:42CrMoA钢锻件的内部裂纹属氢致白点裂纹;由于该锻件锻造后去氢处理不及时,加上锻造不良产生的枝晶组织促进了氢分子在锻件内部的扩散,导致了微裂纹的萌生和扩展。建议42CrMoA钢锻件在锻造后及时进行去氢热处理,锻造时适当增加锻造比,改善材料的组织。     

咨询与服务

贵刊编辑同志,你们好!我和周围的同志十分欢迎“咨询与服务”专栏的开辟,这是贵刊为我们理化人员排忧解难的重要窗口,我们衷心地希望这个“窗口”越办越好。我是从事金相分析工作时间不很长的一个专业人员,在裂纹分析工作中常遇到锻造加热裂纹和热处理加热过程中出现的裂纹如何区分,特别在两种裂纹同时存在的情况下如何给予判断的问题,我尚缺乏经验,请贵刊编辑部给予指教,谢谢。 范福寿同志:您好!编辑部给我转来了你提出的问题,在此我根据多年的检验经验谈一点自己的体会,供你参考 机械零部件大部份都要经过高温约1200C加热、锻造,然后再经过机加工和热处理等工序而正式成为成品的,在锻造过程中常常会产生许多缺陷,锻造加热裂纹是其中的一种。锻造裂纹产生的原因很多,诸如锻造加热不当(如单面受热或加热温度偏高或偏低)、冷件未经预加热,直接置于锻造的高温炉中、材料中有Pb、Sb、Sn、Bi、Cu等低熔点元素的存在,锻造的变形量不当等等,均可能在锻造时产生裂纹。这种裂纹一般在高温时形成,锻造变形     

300M钢锻件中的凹坑缺陷及其形成机理

对300M钢制锻件中的凹坑缺陷进行了观察与分析，并对凹坑缺陷的形成机理进行了分析与研究，结果表明，锻件中的凹坑缺陷是在锻造过程中产生的，它是在锻件裂纹延性开裂与扩展时，伴随锻造裂纹的产生，扩展以及微裂纹与空洞形成，连通，圆钝与氧化而形成的。     

5Cr21Mn9Ni4N钢锻造裂纹的研究

过高的锻造加热温度(1220℃)使冷却时形成大量晶界枝晶片状M_7C_3,造成晶界严重弱化;在1200℃以下加热后的冷却过程中,晶界和惯析面上均形成一定数量的片状M_(23)C_6,且随着温度的降低钢的最薄弱环节由晶界向晶内转移.晶界和晶内惯析面的弱化,易导致锻坯、尤其是锻坯表面形成裂纹.确定了合适的锻造温度参数.     

航空锻件常见表观缺陷及其控制研究

目的 揭示服役寿命长、工况苛刻、锻造成本高、质量控制难度大的航空结构件与发动机盘件用钛合金、高温合金等锻件外观缺陷的产生原因及控制措施。方法 按照航空锻件锻造流程(开坯、制坯、模锻和锻后热处理),分别研究裂纹、折叠、错移等锻造缺陷产生的原因。结果 航空锻件产生表观质量缺陷的原因一般由工艺设计不合理、锻造操作不当、工装设备保障不到位等导致,需结合锻件材料、形状、变形过程等采取对应措施进行优化解决。结论 对航空锻件缺陷产生原因进行了研究,给出了行之有效的解决措施,对于航空锻件质量的提高,尤其是新材料、大尺寸、复杂结构的航空锻件研制具有重要的工程指导意义。     

F53双相不锈钢阀体开裂分析

F53双相不锈钢阀体在锻造过程中出现开裂,通过宏观及微观检验对开裂的原因进行了分析。结果表明:较高的始锻温度降低了工件的锻造加工性能;较低的终锻温度使组织的脆性相增多;较大的一次锻造变形量进一步增加了锻造应力,最终造成阀体产生了锻造开裂。     

TC6钛合金带阻尼台叶片等温模锻件研制

研究了等温锻造及热处理工艺对TC6钛合金组织和性能的影响,研究结果表明,锻坯加热温度的提高会导致合金中的α相含量减少,延长保温时间对合金中α相含量影响较小;在相变点温度以下45～65℃加热保温并经适当程度的等温锻造变形后,合金中a相含量可以保持在30％以上,并具有良好的力学性能;进行热处理时,冷却速率和热处理温度对合金性能有较大影响;经合适的双重退火处理后,合金具有良好的组织和综合性能.     

钛合金锻件的适用领域与锻造技术

在各种钛合金制品的应用中,锻件多被用于气轮机压缩机盘以及医用人工骨等要求高强高韧高可靠性的场合.因此,对锻件不仅要求尺寸精度高,而且要求材料具有优良的特性和高的稳定性.为此,在钛锻件的制造过程中要充分发挥钛合金特性,以获得高质量的锻件.钛合金属难锻材,易产生裂纹.所以钛合金锻件生产中最重要的就是对锻造温度和塑性变形进行适当的控制.     

车辆用钛合金悬架总成开裂原因

某车辆在行驶过程中,其HST2425钛合金悬架总成发生开裂。采用宏观观察、扫描电镜分析、化学成分分析、力学性能测试和金相检验等方法对该悬架总成开裂的原因进行分析。结果表明：钛合金悬架总成模锻成型时,锻造温度过低使其产生了不规则的微观裂纹,在车轮拉力作用下,钛合金悬架总成模锻件外表面的裂纹进一步扩展引发开裂。     

H13钢上顶杆模具的早期断裂分析

针对早期断裂的H13钢上顶杆模具,经过理化检验与分析得知,裂纹形成的原因是模具在锻造时加热温度过高,形成晶间熔洞的过烧组织,材料的强度和韧性显著降低。且原材料中非金属夹杂物以及共晶碳化物超标,使得材料性能进一步下降,因而造成模具锻造时开裂。在使用过程中裂纹继续扩展,最终导致模具早期断裂。     

XM—19不锈钢锻造开裂的研究

研究了ＸＭ－１９不钢锻造开裂的原因,实验结果表明,钢锭加热温度过高,从而极大地降低了晶界塑性,晶界强度低于晶内强度,造成锻造开裂。锻造时,裂纹起地晶界和表面初始缺陷处,并沿晶界扩展,向纵深发展,断口显示出典型的沿晶断裂。     

高温合金叶片精密成形技术研究

采用挤杆、镦头制坯、预锻、终锻成形的工艺方法,实现了叶片单面余量(0.5±0.2)mm的精密成形.通过变形温度、变形程度对锻件组织性能影响的研究,确定了最佳热工艺参数;通过热处理工艺试验、锻件的表面状态及硬度的检测,确定了热处理工艺参数和冷却方式.锻件的首批试制结果表明,试制出的叶片锻件,金相组织和机械性能均符合锻件技术条件要求,与国外原件的组织状态基本一致.通过了振动疲劳2×107循环考核和发动机的长期试车考核.     

法兰套管件调质处理开裂原因分析

某输油管道用法兰套管件,在热加工锻造、调质处理后法兰边缘出现周向开裂。通过化学成分分析和金相检验对法兰套管件开裂的原因进行了分析。结果表明:工件在锻造加工过程中,加热温度过高,加热时间过长,工件过热过烧,形成晶间氧化,晶间结合力显著降低,组织脆化,导致热加工锻造开裂。     

某2Cr13钢零部件裂纹产生原因分析

采用化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析以及力学性能测试等方法对某2Cr13钢零部件上裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:该裂纹为氧化物裂纹,是由于锻造过程氧化物裹入产生的。建议该零部件在锻造时,注意清理毛坯因加热而产生的表面氧化物及模具内残留的氧化物,加强锻后热处理,防止产生较大的内应力。     

返回料添加比例对K44合金热疲劳性能的影响

研究了返回料添加比例对新型抗热腐蚀高温合金K44热疲劳性能的影响.结果表明:新料和返回料合金试样V型缺口尖端主裂纹扩展长度与热循环次数之间遵循L=bNa规律.新料合金热疲劳裂纹萌生和扩展速率最低,随着合金中返回料比例的增大,热疲劳裂纹萌生速率和扩展速率也增大.热疲劳裂纹萌生于V型缺口尖端附近区域,沿枝晶间、晶界和开裂的碳化物扩展,主裂纹扩展以裂纹尖端连续开裂的形式进行.返回料合金由于氮含量增加导致共晶和夹杂物增多,碳化物聚集块化,加速了热疲劳裂纹的萌生与扩展.合金经热疲劳实验后,裂纹两侧产生氧化带和γ'相贫化带.     

316L不锈钢焊管横向裂纹产生原因

某316L不锈钢管发生开裂现象，裂纹方向垂直于焊缝，采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对裂纹产生原因进行分析。结果表明：铜元素在断口表面富集，并呈沿晶分布特征；不锈钢焊管在焊接时发生了铜污染，在随后的热处理过程中，低熔点的铜液化并沿晶界渗入，使晶界脆化，在冷却拉应力的作用下产生铜污染裂纹，导致钢管开裂。     

BT22钛合金及其大型锻件的研究进展

综述了国内外BT22合金及其改型合金的应用现状,归纳介绍了BT22合金的锻造加工及热处理工艺.结果表明,BT22合金在两相区低于β_转15～50℃的温度范围内多火次锻造,每火次变形量不低于60%.通过严格控制变形速率和终锻温度可制备出组织均匀、晶粒细小的锻件,经两阶段整体热处理后可获得强度、塑性和韧性的最佳匹配.针对我国的研究现状指出了BT22合金大型锻件制备方面亟待解决的问题和未来研究发展的方向.     

界面具有垂直裂纹的热障涂层的失效模拟

采用有限元分析软件ANSYS构造了一个在热生长氧化层（TGO）与陶瓷层界面具有一个垂直裂纹的纳米结构热障涂层的有限元模型。并计算了在热震过程中裂纹处的应力分布图,及裂纹尖端的应力场强度因子K1变化图。计算结果表明：裂纹处存在应力集中现象,且裂纹尖端的应力场强度因子K1在热障涂层热循环的冷却过程中随着时间的延长而减小,且在冷却最开始阶段,温度梯度变化最大,K1值也变化最大,裂纹在冷却的初始具有最大的扩展可能性。且涂层最有可能发生开裂失效。     

Stellite12钴基合金热循环冲击前后拉伸断裂机理研究

对不同缺口的Stellite12钴基合金试样(700℃/20℃进行不同次数的热循环冲击和未冲击)进行原位拉伸,并结合试验数据的分析以及断口形貌的扫描电镜观察,分析了Stellite12钴基合金热循环冲击前后的拉伸断裂过程和断裂机理。结果发现:热循环冲击后不同半径试样的断裂过程略有不同,热循环冲击后的小圆弧缺口试样在缺口根部产生表面微裂纹,试样边缘及微裂纹两侧产生氧化微孔;原位拉伸时,该试样热冲击过程产生的裂纹先向试样厚度方向扩展,待厚度方向贯通,然后裂纹尖端的基体发生变形、黑相(白相)穿晶开裂、少量沿氧化微孔裂开,试样瞬间发生断裂;而经历热循环冲击后的大圆弧试样表面并未产生明显的裂纹,拉伸加载过程经历大圆弧根部基体变形、黑白相内开裂、边缘氧化微孔张开,试样突然断裂;对于未冲击试样,在加载过程中,试样的断裂过程经历基体变形、黑白相内部开裂,能量聚集到一定程度试样突然断裂。对于未热冲击的三种不同试样其断裂过程基本类似,仅仅是由于小圆弧半径的试样应力集中程度更大,从而使得其断裂应力低于平板以及大圆弧试样。     

3Cr13钢耐磨盘裂纹产生原因分析

通过化学成分分析、金相检验和断口分析等方法对3Cr13钢耐磨盘产生裂纹的原因进行了分析。结果表明:该裂纹是锻造过程中产生的,是由锻造工艺执行不当和受环境温度影响而引起的终锻温度过低,以及变形作用力和变形量过大所致。