大型高压真空泵平衡装置破裂失效分析

本文对某天然气化工厂从国外引进的大型高压真空泵机组,在试车过程中发生早期碎裂失效事故,应用宏观、低倍、金相、断口观察及X射线能谱分析等手段进行了综合分析,结果表明:调节环碎裂的主要原因是材质不良,基体金属中冶金缺陷严重超标所致,棱角应力集中和机械加工粗糙促进了碎裂事故的早期发生。以此为据,外商向厂家赔偿一整套机组配件,为国产高压真空泵研制提供了资料。     

球磨机衬板早期失效分析

对我国目前小型球磨机中常用中锰球铁衬板使用过程中出现的早期开裂现象进行了分析;对断口呈权状形貌判断为脆性断裂,金相分析断口石墨多且集聚力条块,微区分析基体锰、硅偏析严重,虽然耐磨性不减,但韧性较差造成断裂导致失效。建议对硫量、孕育量、冷却率及硬透性进行改进。     

电渣重熔钢锭中的质点状偏析

本文分析了电渣重熔35CrNi3MoV钢低倍质点状偏析的实质。分析表明:电渣钢的质点状偏析是由于气体夹杂与成份偏析所造成。质点状偏析在宏观断口上表现为亮线,组织和硬度与基体有差异,微观断口形貌为沿晶脆性断裂和少量的准解理,基体则为典型的韧性断口。质点状偏析对强度无影响,明显降低钢的横向塑性和韧性,这种缺陷是一种冶金缺陷,用热处理的方法无法消除与改善。     

等温淬火球铁的X射线定量相分析

利用X射线对等温碎火球铁进行定量相分析,是研究球铁等温转交不可缺少的方法。本文论述了对石墨、碳化物和奥氏体定量相分析的方法,指出在石墨定量相分析时进行显微吸收校正的必要性和校正计算的方法。分析了碳化物定量分析的意义和分析的方法,提出在石墨及碳化物存在的情况下残余奥氏体体积百分数的计算公式。最后讨论了不同等温淬火工艺的球铁试样进行X射线定量相分析的结果。     

碟簧断裂分析

用于重型车辆减震系统的蝶形弹簧在生产制造阶段测力试验环节中发生断裂。对断裂碟簧和母材原材料进行化学成分、非金属夹杂物、晶粒度、石墨碳、表面脱碳层检测,对裂纹微观形态进行光学显微观察,对断口SEM形貌及能谱成分进行分析。根据观察和检测结果,确定碟簧磷化处理时发生应力腐蚀开裂是导致测力试验沿着已有的微裂纹迅速断裂的直接原因,并对应力腐蚀裂纹生成机理和形成条件进行阐述与分析,指出碟簧硅元素偏低、磷含量和钢中非金属夹杂物超标是促进和加速应力腐蚀裂纹萌生的原因。提出严格选用合格的原材料、调整磷化液成分、适当降低酸度值等改进措施。     

聚酯纤维插层对碳纤维复合材料抗冲击性能的影响

为探明聚酯纤维插层对碳纤维复合材料抗冲击性能的影响,通过落锤冲击试验,借助C扫和扫描电镜分别在宏观和微观层面对基础板及插层板试样的损伤截面进行比对分析。C扫结果表明聚酯纤维插层可大幅度提升复合材料的抗冲击性能,阻碍裂纹的扩展;扫描电镜结果表明无纺布聚酯纤维在复合材料中被树脂基体包围,断裂过程中聚酯纤维通过拔出、脱粘、断裂等综合作用吸收了部分断裂能量,造成裂纹在基体中沿曲线传播,基体成河流状韧性断裂。该研究结果可用于指导航空航天用复合材料的增韧设计,同时对探索复合材料新型增韧方法、提升复合材料飞行器抗冲击可靠性方面也具有重要意义。     

不同孕育剂随流孕育对微合金化球墨铸铁组织和性能的影响

为探究硫氧孕育剂随流孕育对微合金化球墨铸铁组织和性能的影响,在相同铸造条件下,用树脂砂型分别浇注75Si Fe孕育剂和硫氧孕育剂随流孕育处理的球墨铸铁试样。通过组织观察、室温拉伸试验、布氏硬度试验等分析了两种不同孕育剂随流孕育对微合金化球墨铸铁的显微组织、力学性能和拉伸断口的影响,探寻硫氧孕育剂随流孕育与球墨铸铁组织和性能的联系。结果表明：两种试样均由大量的珠光体、少量的铁素体、大量的石墨球组成,其中用75Si Fe孕育剂进行随流孕育,石墨球易畸变,圆整度不好,石墨球数量少,尺寸较大,平均球化率为84%,平均石墨球数为137个/mm²;而用硫氧孕育剂进行随流孕育,石墨形态改善明显,石墨球径更细小,分布更均匀,石墨球数量大幅增加,平均球化率为91%,平均石墨球数为297个/mm²。硫氧孕育剂试样的抗拉强度和断后伸长率均高于75Si Fe孕育剂,分别为874 MPa和6.4%。硫氧孕育剂随流孕育球墨铸铁试样断裂模式为伴有少量塑性变形的准解理断裂。综合认为,用硫氧孕育剂随流孕育可获得较高的综合力学性能。     

大截面辊轴断裂原因分析

针对大截面辊轴发生延迟崩裂的现象,采用逻辑反推法,进行宏、微观断口形貌、显微组织结构、力学特性、化学成分分布及内应力分析,并进行去氢退火试验验证。结果表明:由于冶炼过程中未能有效除氢,局部氢含量偏高及辊轴调质热处理产生的残余应力,使辊轴内残存氢发生聚集膨胀导致延迟崩裂;辊轴断裂模式为氢脆解理断裂。提出从冶金除氢、锻后去氢处理和控制热处理加热速度3方面加以预防。     

左转向节臂断裂失效分析

某厂生产的汽车零件左转向节臂所用材料为40Cr,最终的热处理状态为调质处理状态。该零件在使用过程中发生早期断裂失效,采用金相分析的方法对断裂原因进行分析。分析结果表明,该材料表面存在氧化皮等锻造缺陷,且调质处理后的材料的显微组织不满足技术条件,从而造成该零件在使用过程中发生早期断裂,造成失效。     

激光熔覆镍基合金组织及磨损性能研究

利用CO2激光器在45钢基体上熔覆Ni基合金,分析激光熔覆层的微观组织,测试其显微硬度及磨损性能。结果表明,所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的树枝晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡。激光熔覆层磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,以及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用所致。     

装甲钢板横向裂纹成因及冶金缺陷本质研究

<正> 鞍山钢铁公司在生产中碳铬锰钼稀土钢板时发现,该钢锭在开坯后试轧钢板时钢板表面产生锯齿状横向裂纹,低倍断口中有椭圆状冶金缺陷。有人认为这种缺陷是钢中白点,属于氢损伤所致。也有人提出疑议。 我们采用金相、电子光学分析仪(STM、TEM、X射线能谱、离子探针)、电解分离夹杂物法、钢中残余气体(氧、氮、氢)和化学成份测定等手段,弄清了钢板产生裂纹原因和冶金缺陷本质,同时提出了消除此种缺陷的有效措施。     

机械合金化制备表面涂层的力学响应机制数值模拟

以机械合金化法制备金属表面功能涂层这一新型工艺为主要实验背景,通过有限元数值模拟研究在球磨制备涂层的过程中,涂层与基体的界面形貌形成及演变过程,讨论不同工艺参数对界面形貌的影响,进而分析球磨的工艺参数对涂层的制备效果、涂层与基体结合性能的影响。研究不同的球磨参数下,基体材料的残余应力分布和等效塑性应变分布,分析其对基体材料力学性能的影响,并且对该力学响应过程中的热效应进行了数值分析。     

钛基化学复合镀Ni-P-石墨晶化行为与性能研究

利用化学复合镀技术在钛基表面制备了含有石墨微粒的复合镀层。通过 SEM、XRD、EDS、显微硬度仪和磨损测试等方法对镀后组织性能进行分析,讨论石墨微粒的加入对镀层结构、晶化过程及镀层性能的影响,并与 Ni-P 合金镀层进行对比。结果表明:镀态下镀层是胞粒状堆积形式、属非晶结构,石墨嵌入镀层胞状颗粒中,表面呈现鲜花团集状态;石墨微粒的加入使复合镀层晶化温度升高。晶化完成周期缩短;含有层状石墨微粒的复合镀层大大地提高了钛基表面的耐磨性,热处理后镀层中出现大量的 TiC 硬质增强相,提高了镀层硬度。400℃热处理后硬度达到1239HV0.2,是钛基体的5倍,也高于 Ni-P 合金镀层。     

SiC_p/A359复合材料冲击断裂行为

采用示波冲击试验及断口形貌分析技术，对液态搅拌铸造ＳｉＣｐ／Ａ３５９ 复合材料的冲击断裂行为进行了研究。结果表明，基体的塑性变形能力、界面结合情况及铸造缺陷都会影响ＳｉＣｐ／Ａ３５９ 复合材料冲击破坏抗力，而基体的塑性变形能力是决定因素。同时，讨论了在ＡＷ和ＡＷ＋ Ｔ６ 状态下ＳｉＣｐ／Ａ３５９ 复合材料不同的断裂机制     

碳素形态对Ag/C触头材料组织及性能的影响

采用高能球磨及热压方法制备银 /金刚石、银 /石墨、银 /炭黑、银 /碳管四种Ag/C合金 ,研究了不同碳素形态对银基触头材料组织、性能的影响。结果表明 ,金刚石、石墨和碳黑粒子均匀分布在银基体内部 ,扇贝状银 /碳管组织和其它三种组织明显不同。高能球磨和热压后 ,石墨态的碳元素仍能保持原来的形态和晶型。热压块体的密度能达到理论密度的 95 %以上。碳元素形态的差异引起块体材料硬度的不同     

2219铝合金锻件焊接缺陷失效分析

针对2219铝合金锻件在焊接过程中发生故障,使用离子体光谱仪、辉光质谱仪等对焊缝的力学性能、显微组织及其化学成分进行综合分析。结果表明:基体合金杂质元素超标是引起焊接故障的根本原因;杂质Bi为低熔点金属元素,其在合金中含量过高,易引起基体材料焊缝状态及焊接性能异常;对故障进行复现后提出控制焊接质量的有效措施。     

钨丝增强锆基非晶合金复合材料动态变形特征研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对体积分数为60%和80%的钨丝增强锆基非晶合金复合材料进行了动态压缩实验,采用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的原始组织以及动态变形特征和断口形貌。结果表明:在动态压缩载荷作用下,W 丝/Zr 基非晶复合材料没有明显的屈服现象即发生断裂;试样的动态压缩强度随着钨丝体积分数的增加而增加,体现了钨丝增强体对复合材料显著的强化作用;试样发生剪切断裂和纵向劈裂,在变形过程中钨丝发生劈裂并有屈曲失稳和翘起,非晶基体表现为软化后的脉状花样和脊状形貌,钨丝体积分数的不同,复合材料呈现出不同的断口特征。     

界面对Al_2O_3短纤维/Al-12Si复合材料断裂的影响

利用透射电镜拉伸台技术对Ａｌ２Ｏ３基复合材料的动态断裂行为进行原位观 察。实验结果显示，Ａｌ２Ｏ３短纤维增强Ａｌ－１２Ｓｉ复合材料在断裂行为的细节上与其它Ａｌ基 复合材料有所不同，它除在基体中可萌生微裂纹并扩展外．纤维／基体界面也是重要的裂纹源 及扩展路径，同时还发现裂纹在纤维薄弱处形核、扩展引起纤维断裂。导致这一结果的原因 可能在于，一是纤维／基体界面结合较弱，增加了界面开裂的几率，二是该复合材料纤维平均 长度大于其临界纤维长度，外加载荷可有效地从基体通过纤维／基体界面传递到纤维上来，当 纤维存在结构缺陷时会引起纤维的破坏。     

某柴油发动机水泵总成失效分析

通过对水泵总成中发生断裂的轴承芯轴进行断口的宏观分析、微观分析和剖面分析,及其中各组件的相对位置、表面痕迹和宏观形貌的分析和讨论,分析失效原因,提出改进建议。结果表明:轴承芯轴属于扭转疲劳断裂;材质中存在着容易引起早期疲劳破坏的较严重的组织缺陷。水泵总成的失效除与材质的质量控制直接相关外,还与其结构设计、装配等因素有关。     

增程弹尾断裂事故分析

本文通过理化试验分析,找出了某新型增程弹尾断裂事故原因。在破断弹尾残留部分和例行抽验同批弹底上,都发现了弹体原材料存在严重碳偏析及非金属夹杂物等冶金缺陷,是造成弹尾断裂的主要原因。同时弹尾壁尺寸设计不当,也是不可忽视的致裂因素。