38CrMoAl钢表面离子渗氮层剥落原因分析

在生产中发现不同形状38CrMoAl钢产品进行离子渗氮时,易出现渗氮层剥落的现象。通过对剥落处的外观观察、渗层硬度梯度测试、渗层金相OM和SEM观察,对剥落原因进行了分析。结果表明:在实际生产中,38CrMoAl钢产品由于氧化脱碳层较厚、淬火畸变较大、加工余量较小等原因,极易出现氧化脱碳层加工去除不完全现象,残余的氧化脱碳层会导致渗氮层表面硬度下降,并且在渗层内易产生大量微裂纹,情况严重时,还会导致渗层表面出现剥落现象。     

汽车齿轮断裂失效分析

针对汽车齿轮运行过程中发生断齿现象,运用光学显微镜、扫描电镜观察了齿轮断口的宏观及微观形貌,并对齿轮截面渗碳层硬度分布进行测定。结果表明,在外载作用下,齿轮表面产生应力集中造成齿面次表层局部损伤并出现微裂纹,裂纹扩展以及齿面碾压,造成表面渗层剥落,心部存在的铁素体组织,降低其心部硬度,导致齿轮断裂失效。     

渗硼层的滑动磨损行为及磨损机理研究

用扫描电镜、双联铁谱仪、电子能谱仪等对渗硼层的磨损表面、磨屑的形貌和成分变化进行了观察分析，探讨了硼化物层的磨损机理。结果表明：磨屑是通过裂纹产生、扩展和断裂等过程形成的。磨损为氧化磨损和剥落。剥落有脆性剥落和疲劳剥落等两种形式。     

渗硼层的滑动磨损行为及磨损机理研究

用扫描电镜，双联铁谱仪，电子能谱仪等对渗硼层的磨损表面，磨屑的开貌和成分变化进行了观察分析，探讨了硼化物层的磨损机理。结果表明，磨屑是通过裂纹产生、扩展和断裂等过程形成的，磨损为氧化磨损和剥落，剥落有脆性剥落和疲劳剥落等两种形式。     

冲击能量对钨铬表面复合层冲击磨损特性的影响

采用传统的铸渗工艺在铸钢件表面制备了钨铬复合层，采用MLD-10型动载磨料磨损试验机进行了冲击磨损试验，并用扫描电镜观察了复合渗层的磨损形貌，分析了冲击能量对复合渗层冲击磨损机理的影响。结果表明：在较小冲击能量条件下（1-2J），主要是碳化物的碎裂、脱落造成磨损，而在较大冲击能量条件下．主要是由裂纹的形成和扩展造成复合层的剥落磨损。     

高速钢轧辊的组织性能及失效机制

针对高速钢轧辊剥落试样,通过SEM对试样表面裂纹、内部裂纹和断口形貌进行了观察,同时对样品进行了EDS分析及硬度测试,研究了高速钢轧辊组织中碳化物种类、形态及分布,分析了影响疲劳裂纹形成、扩展因素,以及硬度和耐磨性变化的影响因素。结果表明:高速钢轧辊表面产生热疲劳裂纹的主要原因是由于轧辊受到剧烈的冷热温度交替变化,在辊表面产生严重热应变,出现热疲劳裂纹,扩展后造成剥落。裂纹萌生、扩展路径和方式与热疲劳或接触疲劳应力有关,减少轧辊中夹杂物的数量,细化夹杂物状态,改善轧辊组织中碳化物的形态和分布,有利于减轻热疲劳裂纹的萌生和扩展。     

H13钢表面硼铬复合渗层的冷热循环裂纹扩展特性

通过TRD盐浴处理方法在H13钢表面分别制备出硼铬复合渗覆层和单渗硼覆层。在试样上切出预制裂纹并在20～650℃下分别进行热疲劳循环试验,采用电子探针显微分析仪观察预制裂纹尖端的裂纹扩展情况,并通过点扫描分析表面氧化团形成原因。结果表明,硼铬复合渗层表面氧化现象更轻微,扩展的裂纹更少,说明硼铬复合渗层比单渗硼层拥有更好的抗疲劳性能。渗硼试样的裂纹扩展是氧化撕裂和应力撕裂的共同作用导致的;硼铬复合渗试样的裂纹扩展主要原因是应力撕裂。     

18CrMnNiMo钢螺旋伞齿轮表面产生裂纹的原因分析

分析了18CrMnNiMo钢螺旋伞齿轮渗碳淬火后表面产生裂纹的原因。结果表明，齿轮渗碳时出于气氛碳势过高造成渗层组织中的碳化物沿晶界呈连续网状分布增大了渗层的脆性．而齿轮渗碳空冷后产生的表面拉应力导致裂纹沿晶界产生和扩展，因此网状碳化物是产生表面裂纹的主要原因。     

钒铬表面复合层的干滑动摩擦磨损性能

采用消失模铸渗的方法在铸钢件表面制备了钒铬复合层,用MM200型摩擦磨损试验机研究了不同渗剂成分试样的干滑动摩擦磨损性能,并用扫描电镜观察了试样的磨损形貌,分析了复合材料的磨损机理.结果表明:与基体材料相比,复合层的耐磨性显著提高,其最大磨损率仅是基体材料的1/8;随着载荷的增大和渗剂中钒铁含量的减少,表面复合层的磨损率提高;表面复合层的磨损机理主要是氧化磨损和裂纹的形成、扩展所造成疲劳剥落.     

铜合金表面Fe基铸渗层的热疲劳性能研究

用负压铸渗法制备了铜合金表面铁基渗层并研究了其热疲劳性能.结果表明:热循环次数小于20次时,渗层表面出现一定程度的氧化.无微裂纹产生:当热循环次数超过60次时,渗层与基体的结合界面处以及渗层表面会产生微裂纹;渗层表面及渗层与基体的结合界面处第一次出现微裂纹的时间随渗层厚度增加而不同程度的提前.     

车轮钢中的白点及其断口形貌研究

研究了车轮钢中白点的形成过程，制备了白点（氢压裂纹）的真实断口，并与含白点试样的各种断口进行了对比．结果表明，先形成氢鼓泡，然后从鼓泡壁产生微裂纹，它们互相连接形成白点．白点断口和含白点试样的断口概念不同，前者为准解理，与氢致滞后开裂断口相同；后者则依赖断裂方式和试样厚度．钢中白点除了产生二次裂纹外，对各种断口形貌均无影响．车轮钢的滞后断裂由原子氢引起，与白点无关．     

316L不锈钢在模拟人体液内腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展过程中应力的作用

探讨应力在316L不锈钢腐蚀疲劳过程中的作用。应力降低了不锈钢的点蚀电位,促进了腐蚀疲劳裂纹的萌生和扩展。初始疲劳裂纹在点蚀孔中的晶界上萌生,在应力的作用下,裂纹由沿晶变为穿晶扩展,并在断口上产生二次裂纹和疲劳辉纹。     

In-situ observation in a scanning electron microscope on the exfoliation behavior of galvannealed Zn-Fe coating layers

Exfoliation behavior of galvannealed (GA) coating layers was continuously observed in-situ under 3-point bending load in a scanning electron microscope (SEM). Two kinds of substrate, Al-killed steel and Ti-stabilized interstitial free (IF) steel, were used. For GA coating layers formed on Al-killed steel, powdering was dominant at the region under compressive stress during the bending. Exfoliation occurred at the Γ/δ₁ interface, and the amount of exfoliation decreased with an increase in Fe content in the coating layer. Meanwhile, for GA layers coated on IF steel substrate, flaking was dominant. One of the perpendicular cracks that were pre-induced during galvannealing grew and propagated up to the Γ/Fe matrix interface with increasing strain. On the other hand, the crack initiated at the Γ/Fe matrix interface grew and propagated along the interface. Then, this crack combined with a nearby perpendicular crack, resulted in flaking.     

选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。     

SiO2添加剂对8%Y2O3稳定的ZrO2涂层热震前后表面形貌的影响

在8％Y2O3稳定的ZrO2陶瓷涂层中添加SiO2，使陶瓷涂层的抗热震性能得到提高，这主要是SiO2的加入使涂层抗热震前后的表面形貌发生了很大的变化。由于ZrO2与SiO2热膨胀系数不同，使涂层利于产生细微的网状裂纹，增加了微裂纹密度和孔隙，从而降低了涂层的弹性模量，释放了涂层中的应力，使涂层的抗热震失效能力得到提高。其中，SiO2加入量为3％(质量分数)效果最佳，过量的加入，会使孔洞加大，促进裂纹的扩展、断裂，不利于提高涂层的抗热震性能。     

6063铝合金韧性断裂机制的研究

设计可实现不同应力状态的原位拉伸试样,在SEM下进行原位拉伸试验,对断裂过程做了详细的研究和分析.试验表明,不同应力状态下的试样表面在拉伸过程中都产生了大量的滑移带,但其韧性断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从韧窝剪切机制向纯剪切断裂机制过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金的晶界最薄弱,微裂纹形核于晶界,随载荷增大,微裂纹之间通过扩展或剪切连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的两个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.     

齿圈开裂失效分析

高速齿轮箱人字齿轮圈在进行第二次试车时发生开裂故障。通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析等,研究了高速齿轮箱人字齿圈试车时开裂的原因。结果表明:齿圈的材料化学成分、低倍组织及非金属夹杂物检查结果正常。齿圈吊装螺纹孔加工表面粗糙度差,出现密集的微裂纹产生较大的应力集中效应,热处理时产生的较高热应力和螺纹内渗碳,是导致齿圈开裂的主要原因,试车启动时较大的冲击应力促进了裂纹的扩展。     

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 采用扫描电镜、低倍检验、金相检验、力学试验和化学分析等方法，分析了人字齿轮轴发生劈裂的原因。结果表明，齿轮轴劈裂是由心部的氢逐渐聚集形成白点，以白点为断裂源向外对称扩展致断的；用不同条件测得的断面收缩率和延伸率评价了齿轮轴的氢脆效应；较多的砷、锡等残余元素增加了氢脆敏感性。     

Formation of Microcracks During Micro-Arc Oxidation in a Phytic Acid-Containing Solution on Two-Phase AZ91HP

Micro-arc oxidation (MAO) is an effective method to produce ceramic coatings on magnesium alloys and can considerably improve their corrosion resistance. The coating properties are closely related with microcracks, which are always inevitably developed on the coating surface. In order to find out the formation and development regularity of microcracks, anodic coatings developed on two-phase AZ91HP after different anodizing times were fabricated in a solution containing environmentally friendly organic electrolyte phytic acid. The results show that anodic film is initially developed on the α phase. At 50 s, anodic coatings begin to develop on the β phase, evidencing the formation of a rough area. Due to the coating successive development, the microcracks initially appear at the boundary between the initially formed coating on the α phase and the subsequently developed coating on the β phase. With the prolonging treatment time, the microcracks near the β phase become evident. After treating for 3 min, the originally rough area on the β phase disappears and the coatings become almost uniform with microcracks randomly distributed on the sample surface. Inorganic phosphates are found in MAO coatings, suggesting that phytate salts are decomposed due to the high instantaneous temperature on the sample surface resulted from spark discharge.     

晶化处理对HA/(HA+TiO2)涂层组织结构的影响

用X射线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）等检测手段，以晶化处理对大气等离子喷涂法在纯钛表面制备的HA／（HA＋TiO2）复合涂层为研究对象，探讨了晶化处理对HA／（HA＋TiO2）涂层组织结构和成分分布的影响。结果表明：晶化处理后HA／（HA＋TiO2）涂层结晶度明显提高；（HA＋TiO2）过渡层中交替分布的HA和TiO2结合致密；涂层表面裂纹比对应纯HA涂层细小，涂层内部结合致密，证实TiO2的加入具有缓和应力的作用。