大型铝合金压铸模的性能均匀性与开裂机理

通过微观组织观察与力学性能检测,分别对热疲劳龟裂与早期整体开裂失效的大型铝压铸模进行了分析。结果表明:由碳化物偏聚引起的微观组织及性能的不均匀,是导致大型铝合金压铸模热疲劳龟裂的主要原因;模具心部因存在局部的粗晶组织使其韧性恶化,在薄弱位置处的微裂纹快速扩展为致命性贯穿裂纹导致其早期整体开裂。此外,模具微区硬度的离散度,能较好地反映模具微区组织性能的均匀性。     

3Cr2W8V锁体锻模开裂原因分析

3Cr2W8V锁体锻模使用寿命为设计寿命的1%时出现开裂,为分析该锻件早期开裂失效原因进行了宏观断口分析、化学成分分析、金相显微组织分析、显微硬度试验和低倍试验。材料化学成分不含合金元素W导致模具热强性降低,出现粗大马氏体、粗大晶粒过热现象,导致模具早期开裂失效。     

4Cr3M02MnVNbB手术器械钢温锻模具早期开裂分析

通过化学成分分析、硬度性能测试、金相检验以及断口分析等方法对4Cr3Mo2MnVNbB钢手术器械温锻模具开裂原因进行分析.结果表明:由于该模具材料存在较严重的枝晶偏析,导致模具淬火组织不均匀.在温锻过程中,当表面承受拉应力大于材料的强度时,萌生表面裂纹,随着温锻的热疲劳次数增加沿枝晶偏析方向较快向内部扩展,引起模具早期断裂.     

精锻齿轮模具失效分析

通过成分分析、硬度测试和金相观察等手段对齿轮精锻模具进行失效分析,该模具失效形式为热疲劳失效,表现为齿顶龟裂、开裂和磨损。模具表面发生回火软化,金相观察发现该精锻模存在严重带状组织和热处理组织不均匀现象,机械性能下降。可采用高温扩散处理、多向锻造和超细化正火处理,减少因带状组织产生的各向异性;通过严格控制热处理工艺,保证模具得到良好组织,提高模具使用寿命。     

H13钢锻模开裂原因分析

用于铜合金阀体的H13钢锻模在使用中过早开裂。为此,对开裂的模具进行了宏观检验、化学成分分析、金相检验、显微硬度测试以及电镜分析等。结果表明,该模具内部组织不均匀,内应力增大,从而导致强度性能降低而发生早期开裂。     

W360热作模具钢

正W360是奥地利百禄BOHLER研发的一种有高硬度及高韧性的钢,用于温锻、热锻模具的凹模,冲头的模具钢。也被广泛用于有高硬度及高韧性双重要求的工作场合。具有高硬度(推荐使用硬度:52~57 HRC);优良的抗回火软化性能;良好的热传导性能,可采用水冷;各向同性的微观组织;具备与高速钢相当的硬度,又具备热作钢高韧性的模具钢,从而显著提升模具寿命;极高韧性,热作钢的韧性是保证抗开裂能力及提升抗龟裂     

3Cr13不锈钢模具断裂失效分析

3Cr13不锈钢模具在淬回火后发生了断裂失效。采用直读光谱仪、金相显微镜、显微硬度计、体视显微镜和扫描电镜等检测方法,对3Cr13不锈钢模具的材料成分、非金属夹杂物、显微组织、显微硬度和断口形貌等项目进行了检验分析。结果表明,钢中存在较多非金属夹杂物和严重的网状碳化物,组织不均匀使得淬火组织应力过大,从而导致了模具的开裂。     

4Cr5Mo2V钢曲轴热锻模具失效分析

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对失效曲轴热锻模具的心部、裂纹处及基体的夹杂物、强韧性和显微组织进行表征与分析,从而阐明模具开裂的原因。结果表明:该模具由4Cr5Mo2V钢制成,模具开裂主要是由组织不均匀和热疲劳引起的,心部组织在淬火时未完全淬透,导致心部存在贝氏体组织,从而产生较大的内应力,而热疲劳进一步加速裂纹拓展,最终导致模具过早失效。      

CrWMn钢模具炸裂原因分析

某厂生产的CrWMn钢制模具经热处理后，在线切割过程中突然炸裂，为了查明其原因，对该模具进行了断口宏观和微观形貌、金相组织、硬度等分析。结果表明，该模具没有淬透且回火不充分，内部存在残余拉应力，是导致开裂的主要原因。裂纹起源于材料内部的非金属夹杂处，其成分组织分布不均匀以及回火不充分等缺陷促使裂纹扩展并引起炸裂。     

S136钢塑胶外壳模具使用开裂失效分析

S136钢塑胶外壳模具在使用过程中发生早期开裂,为了查找模具开裂失效的原因,采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪,对模具失效件的化学成分、断口形貌及显微组织进行检测和分析。检测结果表明,模具开裂的主要原因是由于模具工作面直角台阶处无R角,在使用过程中模具承受冲击载荷,造成直角台阶处应力集中开裂。模具材料的基体组织中带状碳化物严重,降低了模具材料的横向抗拉强度。同时,带状碳化物条间应力分布不均匀,以及粗针状回火马氏体的影响,使得显微组织产生了沿晶开裂的内裂纹,材料强度大幅度降低。在查找到模具开裂失效的原因后,对存在的问题进行优化和改进。改进后的模具使用寿命得到大幅度提升,有效增加了企业经济效益。     

起落架调节接头开裂及安全评估方法分析

飞机在经历约1 000个起落后的大修时,磁粉检测发现约60%的起落架调节接头存在开裂现象。通过断口宏观观察、微观观察、硬度检测和组织分析,确定起落架调节接头开裂性质为疲劳开裂,开裂原因主要与调节接头转接处安全裕度不足有关。调节接头为寿命件,试验件存在90%以上的疲劳扩展区域,说明调节接头具有较强的抗裂纹扩展能力。基于损伤容限设计和断裂力学对起落架接头寿命反推方法进行分析和阐述,通过反推方法的实施可实现对带裂纹接头的安全使用性以及可维修性进行评价。     

18CrNiMo7-6钢齿轮热处理后开裂失效分析

一批在生产加工后进行了淬火和低温回火的齿轮在库房存放过程中发生开裂。通过超声波探伤、金相检验、化学成分分析、硬度测试、断口形貌观察、端淬试验和补充热处理等手段,对齿轮开裂原因进行了分析。结果表明,开裂齿轮强度高导致氢脆敏感性高,在次表面产生氢致延迟裂纹是引起齿轮快速脆性开裂的直接原因。开裂齿轮淬硬性和淬透性过高,超出了BS EN 10084-2008对18CrNiMo7-6+HH钢淬透性要求,是齿轮开裂的根本原因;通过调整淬火介质,降低淬火时高温区冷速,从而降低淬回火后齿轮的强度和硬度,可有效避免开裂。     

富氧α层对钛合金直角接头开裂的影响

某液压系统进行地面开车试验约2h时发现钛合金直角接头喷油现象,后更换另一件直角接头继续工作约3h,在同样位置也发生开裂喷油现象.通过断口宏微观观察、能谱分析、金相检查和硬度测试,确定了直角接头的开裂性质和原因.结果表明:直角接头开裂性质为疲劳开裂;开裂原因主要与接头承受了较大应力和源区存在较厚的富氧α层有关;建议在彻底...     

某型号前轴疲劳试验及结果分析

为测试前轴的疲劳寿命,采用台架试验装置对某型号汽车前轴进行了试验,仅运行19.9万次就发生断裂。通过对断口的观察分析、断口部位的金相分析、硬度检测等方式,确定了前轴的失效模式,并对其断裂失效原因进行了分析。研究结果表明:汽车前轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹源起源于锻件飞边表面,该处存在较明显的沟槽;锻件表面的加工沟槽形成的附加应力集中是造成前轴疲劳断裂的主要原因;加工沟槽可能由于切边模的磨损而产生,因此切边模刃口需及时修整。     

叶轮转轴断裂分析

叶轮转轴在工作中断裂,通过对故障转轴及其断口进行宏微观检查、砂轮越程槽圆角半径测量、金相组织观察、化学成分分析、力学性能测试等,对断裂原因进行分析,并对转轴相关零组件进行完整性分析。结果表明:转轴断口性质为疲劳断裂,裂纹源在砂轮越程槽底部;叶轮偏载是导致转轴发生疲劳断裂的主要原因;转轴的强度和硬度偏高,对裂纹萌生和扩展有较大的促进作用;建议转轴调质前粗车台阶或调整热处理制度,改善裂纹源处组织,提高转轴疲劳寿命。     

高压油滤进油导管裂纹及油滤支座固定铆钉断裂分析

针对液压系统高压油滤进油导管裂纹及油滤支座固定铆钉断裂故障，采用宏微观观察、金相组织分析、硬度检测等理化检测方法，并结合高压油滤部位结构特点和使用工况，对失效原因进行分析。结果表明:进油导管的裂纹性质为疲劳开裂，原因是其承受顺航向横向方向的异常大载荷；油滤支座固定铆钉的断裂性质为疲劳断裂，原因为高压油滤部位实际载荷情况比较复杂，铆钉疲劳裕度不足；进油导管疲劳裂纹是油滤支座固定铆钉断裂后产生异常振动导致的，为受害件。建议对高压油滤部位实际载荷情况进行校核，采取有效措施提高该部位结构稳定性和抗疲劳性能。     

钢制螺栓液态金属致脆分析

汽车空调压缩机螺栓在其服役过程中发生法兰面开裂,引起空调制冷剂泄露。通过宏观形貌观察、扫描电镜及能谱仪分析、金相组织检测,以及化学成分、硬度检测等方法对失效螺栓开裂的原因进行分析。结果表明:螺栓法兰面呈树枝状开裂,断面呈暗灰色,断口微观呈沿晶状,且晶面不干净,晶粒间局部分布有低熔点金属锡;这主要由于螺栓法兰面与低熔点金属锡接触,同时其工作环境中遇到高温,进而在拉应力作用下发生液态金属致脆开裂。     

S45C钢零件淬火开裂原因分析

对淬火开裂的S45C钢零件进行了化学成分、金相组织、断口分析及硬度检测.结果表明,原材料局部夹杂物偏析较重,晶粒粗大,带状组织和Sn、Sb、As有害元素的存在及P含量较高是导致开裂的主要原因,采用亚温淬火可防止零件的开裂.     

高温轴承钢滚珠早期失效原因分析

轴承在运行159 min时出现异常,拆解后检查发现1粒滚珠表面存在裂纹,内圈、外圈等处未见明显异常。通过对滚珠外观进行观察,对裂纹断口进行宏微观观察、能谱分析、材料显微组织、硬度等进行检测分析,确定了失效性质,并对其失效原因进行了分析。结果表明:故障滚珠失效性质为疲劳开裂;原材料铸造孔洞缺陷在后续加工过程中被拉长、压扁而保存下来,并以微裂纹形式存在于钢材内部成为疲劳源,最终导致了疲劳失效,该孔洞缺陷是在电渣熔炼过程中形成且后续未被切除干净的残余缩孔。     

2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍腐蚀开裂分析

2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍在服役条件下大量出现开裂、断裂问题，为飞行安全埋下较大的隐患。对大量卡箍裂纹进行统计分析，发现其断裂位置、形貌有相似性，进行2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍腐蚀开裂分析，对卡箍的安全应用有重要意义。对故障件外观进行观察，对断口进行宏微观特征观察、能谱分析，对焊缝附近进行金相组织检查、硬度分布测试，在故障件上取样进行晶间腐蚀试验、热模拟试验，最后对卡箍应力进行模拟仿真。结果表明:卡箍残余应力、环境腐蚀、焊接影响的晶间敏化共同作用导致卡箍开裂。