冷镦钢产品顶锻开裂的机理分析及应用

冷镦钢是用于制造螺栓、螺母、铆钉、插销等紧固件的一种重要材料,冷镦性能是材料性能的重要指标.冷镦钢在冷顶锻检验时,顶锻开裂的现象可以归纳为周面脆性开裂、塑性斜向开裂、纵向断续微裂、纵向通长开裂4类主要开裂现象.本文根据断裂力学理论,结合顶锻试样开裂的不同表现,对试样不同开裂情况进行了理论研究,分析了各种开裂现象的产生机理,并据此制定了冷镦钢产品的生产过程中提高冷顶锻性能的相关措施.     

海洋工业大气环境下应力腐蚀开裂机理分析

海洋工业大气环境下应力腐蚀开裂由于其发生环境的特殊性,可以将这种开裂机理归于一种氢致开裂型应力腐蚀开裂。本文通过对金属表面氢原子的形成以及氢原子渗透进入金属内部两个过程的分析,阐述了海洋工业大气环境下应力腐蚀开裂的机理,并分析了影响海洋工业大气环境下应力腐蚀开裂的各种因素。     

变形参数对Ti40钛合金开裂机制的影响

材料成形过程中,一个备受关注的问题是能否实现在不发生开裂的基础上达到要求的变形。本文基于热压缩实验（变形温度为1123K-1373K,应变速率为0.01-10s-1,变形量为70%）获得的开裂样本,证实了铸态Ti40合金的主要开裂模式为45°剪切开裂、自由表面纵向开裂和内部三叉晶界沿晶开裂。借助SEM重点分析了变形参数对开裂机制的影响规律,发现在低温1123K变形时,主要是穿晶解理脆性断裂,1273K变形时,转变为韧性断裂,高温1373K变形时,大量的小韧窝被观察到;应变速率对铸态Ti40合金的开裂行为也具有重要影响,在低应变速率0.01s-1变形时,样本没有发生开裂,在0.1和1s-1变形时,在开裂表面观察到大量的韧窝,属于韧性开裂,在高应变速率10s-1变形时,开裂表面呈现脆性开裂特征。最后深入探讨了铸态Ti40合金的损伤机制和开裂原因,绘制了铸态Ti40合金的开裂原理图。     

转臂开裂原因分析

某型飞机飞行一段时间以后,伞舱盖上装夹弹簧的带锁销转臂的底板发生开裂,开裂位于焊缝与底板交接的位置,并穿透了底板,该开裂具有普遍性.本文通过对开裂转臂的宏观观查、断口检查、热影响区域的金相组织对比分析、硬度检测,结合转臂受力条件和工作时的应力环境,对开裂的性质和原因进行了分析.结果表明,转臂底板开裂属疲劳开裂,底板整体承载能力不能满足该处受力条件是导致转臂疲劳开裂的直接原因.将转臂厚度增加,该故障未再出现.     

大型轴承钢球开裂分析

对大型轴承钢球在淬火过程中的开裂进行了失效分析,采用宏微观形貌、化学成分、金相显微组织分析、硬度测试、SEM微观断口形貌等手段,分析了钢球开裂的原因.结果表明,钢球开裂为淬火开裂,淬火温度过高是导致淬火钢球开裂的主要原因.     

钛容器的塑性要求与控制(Ⅰ)

1 钛容器的塑性开裂 钛容器在设备制造和使用中最主要的破坏形式是开裂。开裂可分塑性开裂和脆性开裂两种。脆性开裂又有低温脆性开裂、应力     

铝/钢复合管轧制开裂的原因分析

对影响铝/钢复合管冷轧开裂的因素进行了研究,从轧制的加工率、送进量及润滑剂三方面对复合管开裂的影响进行了分析。在润滑剂确定的情况下,导致轧制开裂的主要因素有两个:管材的相对壁厚越薄,越易开裂;管材的外径小于轧辊直径,管材容易开裂。选择合适的润滑剂和送进量,可以避免轧制开裂。     

H13钢挤压模开裂原因分析

H13钢挤压模淬火后出现开裂.对开裂模具进行了化学成分分析和金相检验,以揭示模具开裂的原因.结果表明,该模具的含铬量超标,且存在化学成分偏析和显微孔隙等缺陷,从而导致模具淬火开裂.     

高强汽车大梁钢折弯开裂原因分析

为分析热轧高强汽车大梁钢折弯时发生开裂原因,分别在试样折弯开裂位置及中部正常无开裂位置取样,观察试样的微观组织形貌,结果表明,正常试样和开裂试样相同方向截面位置均未发现夹杂物超标、细微裂纹以及组织异常问题;进一步对试样进行稀盐酸冷酸腐蚀,腐蚀结果发现,孔内存在平行于开裂方向的裂纹,分析认为折弯位置存在冲孔及孔内微裂纹是导致折弯开裂的主要原因。     

7xxx系列Al合金应力腐蚀开裂的研究

综述了7xxx系列Al合金的应力腐蚀开裂机理和影响应 力腐蚀开裂行为的因素,讨论了应力腐蚀开裂过程的微观结构变化及其与应力腐蚀开裂敏感 性的关系.在不降低合金力学性能的前提下,提高耐应力腐蚀开裂性将使该系合金有广泛的 应用前景.     

TP304不锈钢三通失效分析

电厂脱硝设施中所使用的TP304不锈钢三通出现裂纹缺陷,通过成分分析、断口宏观和微观分析、微观组织观察、硬度检测,并结合生产工艺对三通裂纹的产生原因进行分析。研究结果表明:材料中Ni含量偏低使材料的奥氏体稳定化程度降低;基体内含有的2.5~3.0级球状非金属夹杂物对基体造成撕裂作用,促进疲劳裂纹的萌生;同时,三通在加工完成后也缺少固溶处理步骤,使得材料内应力过大。这些原因综合导致材料奥氏体含量降低,硬度过高,同时造成材料塑性变形部位内应力过高,在支管颈部产生较大的应力集中现象。三通内表面同时存在大量加工损伤,强化了应力集中现象,在疲劳载荷的作用下,促进了三通裂纹的萌生。     

某化工厂管道输气用不锈钢法兰漏气裂纹分析

某材质为0Cr18Ni9不锈钢法兰在巡检时发现有气体泄露现象,着色探伤发现在焊接附近存在较多周向裂纹。通过宏观与微观形貌、显微组织、化学成分、硬度测试等方法,对法兰裂纹形成原因进行分析。结果表明,法兰开裂为沿晶型应力腐蚀开裂,与焊接敏化效应无明显直接相关性。裂纹形成主要原因为法兰选材以及热加工工艺不合理导致材料应力腐蚀敏感性加剧,在装配应力和残余应力作用下,以及含Cl、S元素的腐蚀环境中发生应力腐蚀开裂。     

20钢等径三通失效分析

通过断口分析、化学成分分析、显微组织、布氏硬度以及电化学腐蚀性能测试,并结合该类三通的生产工艺,对发生脆断开裂的20钢计量撬等径三通进行了失效原因分析。结果表明,20钢无缝管采用液压冷胀成形工艺制造的三通未按标准要求进行正火或退火处理,加工硬化引起的材料脆化未能通过正确的热处理加以消除,导致三通本体缺陷容限的降低,诱发脆性断裂,并且冷变形还会使三通材料的电化学腐蚀性能显著下降,加速三通本体腐蚀,三通内壁上的腐蚀坑成为脆性断裂的裂纹源。建议加强对三通的质量监督和出厂检验。     

乙烯装置甲烷化反应器进料加热器氢腐蚀分析

乙烯装置甲烷化反应器进料加热器EH-417在运行中,进料加热器壳体法兰的焊接热影响区发生脆性断裂,经过分析,得出设计者没有重视高温高压条件下的氢腐蚀,错误地选用碳素结构钢,导致壳体法兰因氢腐蚀产生微纹.裂纹形核、扩展,在各种应力作用下导致断裂.并提出了相关的防范措施.     

摇臂轴螺纹延迟断裂原因分析及预防措施

通过对转向器摇臂轴的热处理、硬度、受力情况、断口形貌等因素进行分析,认为该部位的断裂是由于零件含氢引起的延迟断裂.断裂部位较高的硬度、零件中的氢含量以及断裂部位的应力集中情况是影响延迟断裂的主要因素.同时,对目前普遍采用的感应回火和局部防渗碳保护工艺的特点进行了分析,认为感应回火能同时有效地降低表面和心部硬度,是预防摇臂轴螺纹延迟断裂的有效方法.     

Cr12 MoV导辊中贯穿裂纹的形成机理研究

目的分析导辊贯穿裂纹萌发和扩展的机理。方法采用扫描电镜和能谱等手段分析贯穿裂纹的裂纹源和扩展区域的显微图像和化学成分,结合X射线衍射仪和维氏硬度仪研究裂纹导辊组织中碳化物的种类及硬度,运用数值模拟分析裂纹扩展过程中的应力情况,分析Cr12Mo V导辊中贯穿裂纹的萌发原因和扩展机理。结果元素偏析是Cr12Mo V导辊贯穿裂纹萌发的主要原因,近表面氧、铬两种元素明显高于裂纹扩展区域,导辊在内应力的作用下分离,在近表面处产生裂缝,形成裂纹源。高硬度共晶碳化物是Cr12Mo V导辊裂纹扩展的主要原因,共晶碳化物主要是(Fe,Cr)7C3型块状颗粒,硬度为1327HV,其周围产生大量微裂纹,并相互连接形成网状而分割机体,在外力的作用下扩展,形成贯穿裂纹。采用扩展有限元法(XFEM)对贯穿裂纹进行模拟仿真,对裂纹扩展应力进行分析,裂纹尖端应力最大,约为裂纹扩展应力的1.5倍;沿裂纹扩展方向,应力先急剧减小,然后呈抛物线型,在导辊径向厚度达最大时存在一个极大值,在导辊上下表面应力最小。结论导辊中合金元素和共晶碳化物对其裂纹的萌发和扩展具有较大影响,裂纹扩展应力场与初始裂纹位置和导辊尺寸直接相关。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

加氢精制装置冷油三通裂纹原因分析

对中国石油化工股份有限公司沧州分公司80万吨/年汽柴油加氢精制装置反应加热炉前冷油三通多次开裂原因进行了分析,确定了冷热物流混合造成局部温度频繁波动而产生的应力是冷油三通开裂的主要原因,硫化氢和氢气的存在加剧了腐蚀的速度.避免冷热流混合或采用改进的三通可以有效避免应力引起的裂纹.     

慢加载条件下氢对裂纹萌生与扩展的作用

在扫描电镜原位拉伸条件下，研究了氢原子对正火态的Ｃｒ－１Ｍｏ钢裂纹萌生与扩展的作用结果发现：氢原子使缺口根部韧性裂纹萌生时的临界塑变降低，并使裂纹的扩展方式从沿最大切应力方向的连续扩展改变成沿最大主应力面的跳跃扩展．试验未发现明显的氢致塑变特征．文中对氢原子的影响机理进行了分析．     

Numerical stress analysis of crack at welded beam-to-column connection

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｔｅｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｂｅｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｍａｇａｉｎｓｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｆｏｒｉｔｓｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ.Ｒｅｃｅｎｔｌｙｄａｍａｇｅｓｔｏｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｒｅｐｏｒｔｅｄ.ＢｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｗａｓｆｏｕｎｄｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｏｆＮｏｒｔｈｒｉｄｇｅａｎｄＨｙｏｇｏｋｅｎＮａｎｂｕ,…