LD钢TBM滚刀刀圈破损失效分析

隧道掘进机盘形滚刀刀圈在使用过程中,表面发生早期开裂、剥落、磨损和坍塌,对此进行理化检测和分析。检测结果表明,滚刀刀圈的开裂和剥落的原因是材料组织中存在粗大网状碳化物,使材料组织脆性加大。滚刀刀圈的磨损及坍塌是由于沿晶析出的粗大网状碳化物使基体组织中的碳及合金元素含量降低,具有耐磨作用的颗粒状碳化物显著减少,材料的耐磨性及强韧性不足。材料基体组织中存在粗针状回火马氏体,进一步降低了材料的强韧性,导致刀圈的性能未能适应复杂的地质工况,造成刀圈磨损和开裂的早期失效。     

某加热器螺旋管泄露的原因

某加热器螺旋管在运行过程中发生泄露,通过宏观形貌和显微组织观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱等方法研究了其泄露原因。结果表明:螺旋管发生蠕变开裂,开裂形式为脆性沿晶开裂;由于服役温度过低,该螺旋管焊接热影响区中沿晶界析出片线状碳化物,使得其附近形成贫铬区;在弯曲应力、振动应力和焊接残余应力作用下,碳化物周围出现较多空洞缺陷,空洞扩展长大而形成裂纹,导致泄露。     

钢轧辊局部冷焊焊缝显微组织控制

在钢轧辊局部缺陷冷焊焊缝中,研究了多元强碳化物元素和RE元素对碳化物数量、形态和基体组织的影响。结果表明,经Nb、Ti、V、Zr、RE的综合作用,促进了碳化物早期、大量弥散析出,抑制了导致脆化的沿柱状晶界的网状析出;由于C主要补固定在第二相,使其固溶态份额降低而导致奥氏体“贫C”,从而形成低碳板条马氏体而避免了韧性较差的高碳马氏体基体产生,显著提高了焊态韧性的冷焊抗裂性。     

高鉻耐热钢脆性的改善

高铬铸钢由于其氧化不起皮特性和比高铬镍钢便宜的价格,被广泛用于工作温度为850～1000℃的窑炉,作耐热构件。该钢含Cr17～25％,组织为铁素体加富铬的碳化物。在推荐温度下使用,其抗氧化性良好,但韧性低,使其在铸造、清理、搬运及使用中容易脆裂,导致失效。一、高铬钢致脆的原因高铬钢铸态组织晶粒粗大,碳化物枝晶倾向严重,呈链网状分布,而单个碳化物为较大的块状与条状,随铬量提高,碳化物析出增多,沿晶界链网趋势加剧。     

430不锈钢锅干烧后铬离子析出量超标的原因

某430不锈钢锅在干烧试验后进行重金属迁移量检验时,发现其铬离子析出量严重超标,利用化学成分分析、显微组织观察和电化学性能测试等方法分析了超标原因。结果表明:430不锈钢锅在干烧时处于富铬σ相析出温度范围,富铬σ相易于析出并导致其周围贫铬;在腐蚀溶液中,富铬σ相和贫铬区之间发生电化学反应,导致贫铬区中铬的离子化和富铬σ相的脱落,最终导致铬离子析出量超标。     

氯化反应器焊缝开裂分析

采用扫描电镜及电子探针、金相组织、化学成分、力学性能等方法，系统分析了Incone1600氯化反应器焊缝开裂原因，认为焊缝开裂的原因是焊缝柱状晶粗大，存在气孔、夹渣、缩松和夹杂缺陷，焊缝强度较低；铬的碳化物沿晶界析出，使晶界处贫铬，产生氯离子晶间腐蚀，使焊缝强度急剧降低，导致焊缝在设备运行时开裂。     

激光熔凝处理高碳高铬轧辊钢的组织及硬度

对高碳高铬钢进行激光熔凝处理,采用XRD、OM、SEM及EPMA等分析手段对激光熔凝处理后的组织、物相组成、硬度等进行了研究。结果表明:激光熔凝处理明显改善了高铬钢中网状碳化物的分布状态,组织明显细化,熔凝层组织形态由表及里为等轴晶、树枝晶、胞状晶,显微组织为奥氏体,枝晶间析出少量碳化物;对流传质作用促使激光熔凝层中各元素宏观分布均匀,枝晶间析出细小的富含铬、钼、钒等元素的碳化物;熔凝层由于生成大量的奥氏体,硬度稍有降低,显微硬度最大值出现在热影响区,可达到759 HV。     

新型Ni-Co基高温合金的显微组织特点和析出相热力学计算

利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明：试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ′相、η相、γ/γ′共晶组织以及MC碳化物。平衡凝固条件下,试验合金的主要析出相为γ′、η、μ、σ、碳化物以及硼化物;钛和铝含量增加导致γ′相析出量增加,析出温度升高;η相析出温度和析出量随钛含量增加呈线性增加。在非平衡凝固过程中,钛、钼元素富集在液相中,而铝、铬、钴和钨元素在液相中贫乏。     

热轧不锈钢/碳钢复合板结合界面的组织性能

研究304奥氏体不锈钢/Q345R热轧复合板在复合界面的组织及其元素扩散情况,分析测试复合界面的抗剪切强度。检测结果表明复合界面较纯净,仅有少量弥散分布的细小颗粒状Si-Mn氧化物。检测还发现在复合界面附近的元素发生了明显的扩散:碳钢侧C元素向不锈钢侧的扩散导致该侧在复合界面处发生了一定程度上的脱碳,形成一条宽度约为100μm的铁素体带;而不锈钢侧Cr、Ni等元素也向碳钢侧扩散,其扩散距离分别约为30μm、15μm。碳钢侧C元素向不锈钢侧的扩散导致不锈钢奥氏体晶界形成富铬的碳化物,且在不锈钢侧Cr元素扩散的共同作用下致使不锈钢晶界周围的基体形成了贫铬区,晶间腐蚀倾向增大。检测结果表明,复合界面的抗剪切强度达到450 MPa以上,且基板Q345R力学性能也完全满足国标要求。     

服役过程中连续挤压模具表层显微组织演变与开裂

铜及其合金型材H13钢连续挤压轮模具常发生早期剥落失效。通过对挤压轮服役不同时间段后的显微组织观察发现:服役初期挤压轮槽表层的马氏体组织逐渐回火分解、硬度下降;随着服役时间的增加,挤压轮槽表层马氏体分解加剧、大量碳化物弥散析出,并在次表层萌生热疲劳显微裂纹;继续增加服役时间,挤压轮表层马氏体分解殆尽、碳化物严重粗化,显微裂纹向表面露头,并在熔融态铜的挤压作用下显微裂纹逐渐向基体内扩展,导致挤压轮槽开裂。     

辊底式连续热处理炉在线控制模型的研究与应用

以辊底式连续热处理炉为研究对象，建立了连续加热和摆动加热过程钢坯二维非稳态传热在线控制数学模型，并与现场实测数据比较分析。表明所建立的数学模型是正确可信的，该模型可以确定在不同的热处理工艺下不同规格和不同钢种的钢坯的最佳运行方式和加热制度，由此开发的辊底式连续热处理炉在线优化控制系统已成功地在某公司应用。     

连续退火机组炉内炉辊辊型综合优化技术

为解决连续退火过程中带材跑偏、瓢曲等问题,结合单锥度辊及双锥度辊在防治带材跑偏与瓢曲方面的优势与不足,并考虑炉辊热凸度的影响,设计了一套全新的炉辊辊型曲线。以带钢稳定通板作为辊型优化设计的目标函数,建立了一套适用于连续退火炉内炉辊辊型的优化模型。试验结果表明：优化后的辊型使带钢跑偏距离及瓢曲指数明显下降,保证了机组高速、稳定的连续生产。     

某连续退火炉辐射管开裂原因

某连续退火炉辐射管在服役过程中开裂,通过断口宏观与微观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试与受力分析等方法分析了辐射管开裂的原因。结果表明:高温蠕变和高温氧化腐蚀的共同作用导致连续退火炉辐射管的失效。在低应力和高温作用下,因晶界滑动形成的孔洞长大并连接而形成裂纹,同时氧化膜破裂形成的孔隙加速了裂纹的合并及生长,在蠕变应力作用下裂纹加速扩展并最终导致辐射管失效;在高温环境中长期服役后,辐射管内壁因氧化腐蚀而减薄严重,辐射管的强度明显低于标准值,承载能力降低,从而在高温集中区的应力集中处萌生裂纹,并导致辐射管的开裂。     

直流电弧炉水冷炉壁温度曲线的神经网络辨识方法

阐述将改进的BP神经网络用于直流电弧炉水冷炉壁问题曲线的辨识。首先分析了偏弧偏因特网角和偏移量和水冷护壁的温度的关系。然后通过辨识水冷炉壁的温度,根据公式确定偏弧的着弧点,计算出偏弧的偏向角和偏移量。该方法的应用为直流电弧炉偏弧控制打下坚实的基础。     

废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰泄漏原因探讨

针对废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰经常出现泄漏的问题,对法兰外表面温度进行了测量,并采用有限元分析软件ANSYSY模拟了裂解炉炉管对法兰的作用力。由法兰测量温度计算出螺栓的热应力较大,同时发现法兰存在着明显的周向温差,这些因素会严重影响法兰的密封性能。数值模拟结果表明：炉管对法兰的作用力主要是沿Y方向上的拉力和绕Z轴的弯矩。操作时螺栓的热应力与辐射段炉管对法兰作用力引起的螺栓最大附加应力之和过大,因此,在法兰、垫片和螺栓设计时必须重视这些影响因素。螺栓套筒可以起到补偿螺栓热应力的作用,当螺栓和套筒做成等截面、同材料、同温度、等长度时,螺栓在有套筒时承受的附加热应力仅为无套筒时的1/3。采用套筒可以有效改善法兰密封性能,具有实际意义。     

汽车发动机正时链系统失效分析

通过对发动机正时链条试验后的滚子、套筒及销轴的显微硬度试验及表面磨损形貌SEM的失效分析,并对破碎的滚子断口及滚子表面的微裂纹进行了形貌诊断。结果表明:正时链条在工作中滚子的断裂及疲劳剥落、套筒内的疲劳点蚀和氧化磨损、销轴的氧化及微动磨损是正时链系统失效的主要原因;系统中的链条出现的氧化点蚀、犁沟磨损及疲劳磨损等特征是系统中磨损的主要机制;链条在加工过程中存在的纵向划痕及滚子边缘部位台阶处的应力集中是影响链条使用寿命的主要因素。     

加热炉装钢辊道的修复再利用

针对轧钢生产线加热炉装钢辊道备件费用消耗大,进行修复再利用,减少了车间的备件成本消耗。     

大型回转窑支承滚圈的有限元动力特性分析

滚圈是回转窑最重要的支承部件,运转中弯曲应力造成的疲劳开裂是其主要失效形式。回转窑运行中由于自身因素及外界的冲击突变载荷导致运行轴线动态变化而给滚圈带来动应力,从而加速其疲劳破坏。文章分析了滚圈动载荷分布情况,采用有限元法对支承滚圈进行模态分析,得到支承滚圈的模态特性及其动态危险部位;进行突变阶跃载荷下的瞬态动力响应分析,得到位移应力响应规律,并分析动应力对部件疲劳强度的影响。所做结论是回转窑结构静力分析的补充和发展,为设备的动态健康维护和结构强度分析奠定了基础。     

基于BP神经网络和有限元分析的深穴圆柱滚子的优化设计

针对直素线圆柱滚子轴承在工作中滚子端部出现应力集中,降低轴承接触疲劳寿命的问题,采用了深穴圆柱滚子。结构合理的深穴圆柱滚子轴承可以有效改善普通直素线滚子轴承受载后滚子两端的边缘应力集中现象。采用ABAQUS有限元分析软件对深穴圆柱滚子轴承进行了三维接触有限元分析,应用BP神经网络对滚子深穴结构进行了优化,优化后滚子两端部位的边缘应力集中明显减小,轴承的接触疲劳寿命和承载能力得到提高。     

基于有限元仿真的行星滚柱丝杠动态特性分析

通过CATIA对行星滚柱丝杠机构进行三维建模,采用有限元仿真技术分析了机构的6阶固有频率,得到了各阶模态主振型图,分别研究了支承方式、螺母工作位置、离心力等因素对机构固有频率的影响。研究表明,采用两端固定支承的行星滚柱丝杠固有频率较高,适宜在高速工况下使用;螺母工作行程越大,机构整体抗振性能越低,承受的极限转速也越小;机构高速运转时产生的离心力将导致零部件的变形增大,降低其传动精度,在具有高精度要求的工况下,不宜采用过高转速。