海水淡化系统取水泵叶轮开裂失效分析

通过宏观形貌、化学成分、金相、维氏硬度、裂缝断口形貌和断口微区成分分析等,研究了某核电站取水泵叶轮开裂失效原因。结果表明,叶轮样品中存在大量缩松、缩孔等铸造缺陷,在铸造缺陷部位发生缝隙腐蚀扩展,最终导致工件开裂失效。     

压铸ADC12铝合金基座的开裂机制分析

利用扫描电镜、金相显微镜、电感耦合等离子发射光谱仪等手段,对压铸ADC12铝合金云台基座开裂失效进行组织及成分分析,并借助弹塑性有限元法分析了云台基座在使用过程中采取急停等操作后的应力分布情况。结果表明,ADC12铝合金在铸造过程中产生大量的缩孔、偏析等缺陷,特别是在弯角部位,存在偏析瘤。这些缺陷,导致合金的力学性能严重下降。此外,在基座底部前后端与高台的交界处存在应力集中。因此,导致压铸ADC12铝合金云台基座的开裂失效。     

低压蒸汽管道开裂失效原因分析

根据宏观检验、金相检验、安全评定等技术检验结果,对低压蒸汽管道开裂失效部位进行研究和分析,结果表明导致该低压蒸汽管道开裂失效是由于开裂部位环焊缝处存在大面积连续未焊透型缺陷,减少了焊缝有效面积,使焊接接头强度下降,引起的应力集中。在蒸汽输送过程中,焊头缺陷部位在过大的外载荷作用下引起的快速脆性断裂。     

超临界机组高压主蒸汽阀门失效分析及预防

介绍了俄制超临界机组高压主蒸汽阀门门体穿透裂纹缺陷的形貌特征,分析了主汽门运行工况、结构特点及材料性能,并对裂纹缺陷处进行取样分析,结果表明,阀门泄漏失效原因是由于原始铸造缺陷(微裂纹、砂包、气孔等)及制造厂内缺陷补焊区在长期高温高压及应力应变作用下,在门体结构突变部位扩展开裂,最终导致形成贯穿性裂纹缺陷。     

电梯导轨开裂分析

采用金相检验、力学性能测试、化学成分分析等方法对某电梯导轨开裂的原因进行了分析。结果表明,导轨内壁R角处开裂与导轨在成形过程中产生的折叠类缺陷有关,这类缺陷在外力作用下形成了应力集中区,诱发在折叠处起始的疲劳裂纹,并向外壁扩展,导致导轨发生早期失效。     

铝板拉直机的固定机架裂纹分析

铝板拉直机在试机时,其固定机架在外载荷未达设计值开裂.采用宏观、微观断口分析及金相检查,结果显示,固定机架开裂由铸造缺陷引起.该缺陷位于铸件的受力部位,同时也是铸件的热节及冒口部位.由于冒口尺寸设计不合理等,导致补缩不良,加之放置在冒口附近的内冷铁表面清理不当,形成了内冷铁未完全熔合及缩孔等组织不连续缺陷,导致局部应力集中,使其实际承载能力下降,这是固定机架开裂的主要原因.     

锌合金铸件断裂失效分析

某公司生产的铸造锌合金嵌件在服役早期发生开裂,对铸件断口、材料成分、硬度和金相组织作了分析.结果表明,产品铸造工艺不当,造成铸件组织缩松甚至出现气孔等缺陷是导致铸件断裂失效的主要原因.并对复杂形状铸件的铸造工艺提出了合理化建议.     

某型电力机车焊接构件开裂原因分析

文中为探究某型电力机车焊接构件的开裂原因,针对开裂失效的焊接构件开展了母材及接头的化学成分分析、拉伸性能、弯曲性能、组织特征和断口特征等一系列的理化检测分析。结果表明:失效构件具有明显的疲劳裂纹特征,接头根部大量的未熔合及大尺寸孔洞等焊接缺陷是产生失效开裂的根本原因。从焊接角度分析,根部未熔合及大尺寸孔洞缺陷形成的原因是铸钢表面存在铸造缺陷或者焊前母材表面存在污染且未完全清除。     

钻井泥浆泵液缸开裂失效分析

针对某钻井泥浆泵液缸发生的开裂事故,通过宏微观形貌分析、化学成分分析、力学性能试验、金相分析及泥浆介质分析等方面进行系统的失效分析。结果表明:液缸C含量的过度增加,提高了液缸的强度、屈强比和硬度,但降低了其塑性和韧性,液缸Ni含量的降低,进一步降低了钢材的耐腐蚀性。钻井泥浆泵液缸流道经补焊后,存在大量焊接气孔和夹渣等焊接缺陷,导致缺陷部位局部应力集中;泥浆介质pH值为9.02,且富含氯离子和碳酸盐。泥浆泵液缸在工作压力、腐蚀介质等因素综合作用下发生起始于焊接缺陷的应力腐蚀开裂。最后根据失效原因,提出了相应的预防措施。     

镁合金铸造缺陷塑性变形弥合与修复过程

通过电子显微镜、透射电镜并结合塑性变形数值模拟,观察镁合金铸造缺陷(晶间缩松和缩孔)在变形过程中的形貌变化及缺陷附近应力分布,讨论塑性变形消除铸造缺陷的力学行为,提出镁合金铸造缺陷塑性变形弥合过程为:缺陷体积压缩→界面闭合→界面两侧基体相切变→界面附近再结晶→缺陷部分弥合.结果表明:变形过程中缺陷附近应力集中明显,变形后应力集中大大降低,部分铸造缺陷得以弥合与修复.     

拨叉热裂数值模拟与分析

在采用熔模精密铸造生产拨叉的过程中,热裂是常见的铸造缺陷。为了充分分析热裂产生的原因,本文采用铸造仿真软件Procast对铸造过程进行模拟,对流场、温度场、应力场进行了模拟和分析,预测和分析热裂产生的位置,结果表明:拨叉铸造过程中,局部区域应力集中,在缩孔附近产生热裂纹。通过降低浇注温度,提高模壳预热温度,增大凸台过渡倒角,可以减小应力集中,从而避免热裂。     

金属铸造性能远程数字化采集系统的开发

铸造性能数据的在线检测和实时处理可以对铸造合金的性能做出及时的评估,避免在生产过程中产生铸造缺陷,也可以将性能数据作为每炉材料的基本性能数据留存在档案中,为长期分析和跟踪产品质量提供基础资料,因此,在生产实践和生产管理上具有重要的意义.本文中,作者针对合金在凝固过程中的传热、目由收缩、冷裂和热裂等现象,研究了铸造性能远程数字化采集系统.该系统可以实现合金凝固过程的多路温度信号、收缩位移信号、收缩力信号的远程计算机数据采集、数据存储、数据回放及分析等.     

Influence of random shrinkage porosity on equivalent elastic modulus of casting: A statistical and numerical approach

Shrinkage porosity is a type of random distribution defects and exists in most large castings.Different from the periodic symmetry defects or certain distribution defects,shrinkage porosity presents a random "cloud-like" configuration,which brings difficulties in quantifying the effective performance of defected casting.In this paper,the influences of random shrinkage porosity on the equivalent elastic modulus of QT400-18 casting were studied by a numerical statistics approach.An improved random algorithm was applied into the lattice model to simulate the "cloud-like" morphology of shrinkage porosity.Then,a large number of numerical samples containing random levels of shrinkage were generated by the proposed algorithm.The stress concentration factor and equivalent elastic modulus of these numerical samples were calculated.Based on a statistical approach,the effects of shrinkage porosity's distribution characteristics,such as area fraction,shape,and relative location on the casting's equivalent mechanical properties were discussed respectively.It is shown that the approach with randomly distributed defects has better predictive capabilities than traditional methods.The following conclusions can be drawn from the statistical simulations:(1) the effective modulus decreases remarkably if the shrinkage porosity percent is greater than 1.5％;(2) the average Stress Concentration Factor (SCF) produced by shrinkage porosity is about 2.0;(3) the defect's length across the loading direction plays a more important role in the effective modulus than the length along the loading direction;(4) the surface defect perpendicular to loading direction reduces the mean modulus about 1.5％ more than a defect of other position.     

CAE技术在盘体铸造工艺优化过程中的应用

以某厂的盘体铸件为研究对象,利用仿真软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行数值模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况。根据数值模拟的结果对盘体铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品质量。     

球墨铸铁汽车后桥壳铸造工艺优化

采用湿型铸造生产球铁汽车后桥壳铸件,冒口颈根部出现显微缩松现象。利用华铸CAE软件进行工艺模拟,结果显示：冒口颈过早断开,导致铸件出现液相孤立区域,形成缩松缩孔。通过增大冒口和冒口径尺寸,保证了冒口径通道畅通,实现了冒口径的顺序凝固。用改进后的工艺进行了试制和小批量生产,铸件经解剖和X光探伤,均未发现有缩松缺陷。     

曲轴轮毂铸造生产工艺分析

原曲轴轮毂为锻造生产,现准备改用铸造生产。材质要求为QT450-10,铸件毛坯正火后硬度要求达到HBW170-240.综合分析认为用QT500-7高牌号进行生产可以不用正火处理即可达到硬度要求,通过对材质、铸件结构进行分析,对化学成分进行优化来确保铸件毛坯达到了铸件要求的硬度,及延伸率达到QT450-10的要求。由于铸件结构厚大,铸造易出现缩松、缩孔缺陷,通过对浇注系统和产品结构优化,保证了铸件内部无缩松、缩孔缺陷。     

超高强马氏体钢开裂失效分析

由于超高强马氏体钢零件安全服役期发生开裂，因而对失效及非失效的零件、基材进行分析。结果表明，通过恒应变试验中的U型弯梁试验得知失效及非失效的零件的基材都具有良好的抗氢致延迟开裂能力。基材由于生产工艺的差异造成组织结构不同，开裂基材组织为片状马氏体，未开裂基材组织为板条状马氏体。在加工成相同零件时，由于马氏体的组织结构差异，造成加工成形过程中内部协同变形均匀程度不同，开裂件内残留较大应力，且开裂件组织内部形成大量位错塞积后造成应力集中，局部应力率先达到极限，最终引发开裂。     

利用数值模拟解决灰铸铁制动盘缩松的问题

运用数值模拟软件对DISA线生产灰铸铁制动盘3种不同工艺方案的铸造过程进行模拟。通过对充型温度场和热节点分布进行对比分析,发现仅仅加冒口或者局部设置冷铁不能够彻底解决缩松问题,需要同时加冒口和局部设置冷铁,局部冷铁的厚度要按照经验公式L/H3来决定,这样可以彻底解决制动盘的缩松问题。利用同时加冒口和冷铁配合的方法生产一批铸件后,经X射线探伤机检测的11件铸件,全部未发现缩松缺陷存在,表明对缩松缺陷的预测是准确的。     

球墨铸铁行星架断裂原因分析

球墨铸铁行星架在使用过程中发生断裂,断裂位置位于两行星孔之间。通过宏观观察、微观观察、力学性能等分析手段对行星架进行综合研究和分析,确定了行星架的断裂模式为疲劳断裂,疲劳扩展较充分,未发生局部受力过大的现象,开裂位置存在缩松缺陷。缩松缺陷的存在切断了材料内部的连续性,造成断裂部位的强度降低,使得零件在未达到材料的疲劳强度前就萌生裂纹,尤其是受周期性交变载荷的零件。同时,由于材料缩松严重,在零件表面出现,使得零件表面该缺陷位置的应力集中系数急剧增加,过早地萌生疲劳裂纹,造成零件早期疲劳失效。