CSP生产中钢板表面纵裂分析及解决措施

针对CSP生产过程中SS400钢板产生的表面纵向裂纹进行研究与分析。结果表明:钢板表面纵向裂纹大部分分布在钢板宽度方向的两个1/4区域内,裂纹的长度一般为0.5~2.0 m,深度为0.1~0.2 mm,宽度均小于1 mm。其裂纹沟内均含有由Na、Mg、Al、Si、Cl、K、Ca等元素组成的复合夹杂物相,而在裂纹的内部有氧化铁夹杂物。进一步分析认为,该种表面缺陷产生于连铸结晶器内,在随后二冷区的强冷和加热炉的加热过程中,裂纹得到了进一步的扩展。通过对结晶器传热的控制和二冷水的调整,板坯的纵裂得到了控制。     

NM450耐磨钢板开裂原因分析

60 mm厚的热轧NM450耐磨钢板淬火后发现有裂纹。为找出钢板开裂的原因,采用金相显微镜、扫描电镜和EDS检测了钢板中裂纹附近的组织、裂纹形貌和夹杂物成分,建立了NM450钢淬火过程的热-力-组织耦合有限元模型,计算了钢板从900℃喷水淬火过程中应力的变化和分布。结果表明:裂纹起源于钢板1/2厚度处,是穿晶裂纹;裂纹内的氧化铁是钢板淬火冷却过程中侵入裂纹内的高温水蒸气与铁发生氧化反应的产物;钢板未淬透,且淬火过程中其1/2厚度处有较大的拉应力作用于夹杂物和偏析区,从而导致钢板开裂。     

耐磨钢NM400冷弯开裂分析

厚度为20 mm的NM400钢板在冷弯过程中开裂。从冷弯工艺参数、材料拉伸性能、显微组织及夹杂物类型、尺寸分布对NM400钢板开裂原因进行了分析。结果表明:NM400钢板冷弯开裂主要由钢板中微米级TiN夹杂物引起。冷弯变形过程中,夹杂物与基体界面处应力集中,导致微裂纹在界面处形核并扩展,最终导致冷弯断裂。通过降低N含量至4×10^-5以下,耐磨钢NM400冷弯过程中无裂纹产生。     

金相组织和夹杂物对40Cr边部裂纹形成的影响

针对永洋特钢集团公司40Cr轧材边部裂纹的成因和影响因素进行系统调查研究,通过一系列取样、检验和分析发现,某纵裂纹内含有与钢渣反应产物、结晶器保护渣类似的残存物,结合160 mm×225 mm 铸坯热轧工艺过程,最终得出该钢种产生裂纹的主要原因是由于脆性夹杂物较多、铸坯表面粘渣或有细小裂纹,以及加热过程脱碳严重、轧制变形制度不合理。     

45号圆钢纵裂分析

针对进口45号钢连铸坯轧制生产大规格圆钢(≥φ160mm)时产生的纵向裂纹，借助扫描电镜，结合生产记录，从生产工艺、裂纹形态等方面进行了分析。结果表明：生产工艺符合操作规程，但裂纹内部有夹杂物，两侧有脱碳现象，裂纹末端沿铁素体偏析带延伸，偏析带内部也存在夹杂物。因此，连铸坯上存在的成分偏析带及偏析带内的夹杂物才是造成钢材纵向裂纹的根本原因。     

304Cu抗菌不锈钢热轧带钢边裂缺陷成因分析及改进措施

针对304Cu抗菌不锈钢热轧带钢边部开裂问题,通过微观组织及成分分布分析,对缺陷产生原因进行了研究.结果 表明,304Cu热轧带钢边部裂纹分存在两种形貌,表面裂纹呈网格状,宽度约为30～70μm,内部裂纹发生在表面下方1mm范围内,内部裂纹中心存在20～40 μm孔洞,孔洞内部无非金属夹杂物等杂质.分析得到造成304C...     

NM500耐磨钢切割裂纹分析及控制措施

针对耐磨钢NM500钢板火焰切割后出现头尾纵裂纹及边部横裂纹的现象,利用金相显微镜、扫描电镜等手段对表面裂纹、裂纹断面进行观察分析。结果表明:在钢板头部或者尾部宽度1/2或1/4处存在贯穿整个厚度方向的纵裂纹,并有(Nb,Ti)(N,C)夹杂物;在钢板边部厚度中心,存在平行于轧向不连续分布的横裂纹,且有主要为x Ca O·y Al2O3夹杂和(Ca,Mg,Al)xOy复合夹杂。火焰切割后,在夹杂物和残余应力的共同作用下导致钢板上产生氢致延迟裂纹。通过优化冶炼工艺,控制夹杂物含量和降低H含量,改进精整工艺,采用带温切割,切割后边部保温或堆垛等措施来降低残余应力,可以有效地避免或减少切割裂纹。     

40CrNiMo7钢锻轴淬火开裂的原因分析

通过宏观形貌观察、化学成分分析、硬度测试、金相分析、能谱分析等方法,对40CrNiMo7钢锻轴开裂的原因进行了分析讨论。结果表明,锻轴的裂纹属于淬火纵向裂纹,钢中Cr元素含量偏高,增加了开裂倾向,试样表层有较多TiN夹杂物以及Al₂O₃、MnS等夹杂,同时试样有0.6 mm左右的脱碳层,促进了裂纹的形成。淬火时产生的组织应力使表面呈现拉应力状态,并在脱碳层和非金属夹杂物的影响下超过了材料的断裂强度而产生了开裂。     

7475-T7351铝合金厚板的疲劳性能

通过金相显微镜(OM)、取向分布函数(ODF)及扫描电镜(SEM)研究25 mm厚7475-T7351铝合金板材的疲劳性能和裂纹扩展速率。结果表明:板材的疲劳强度存在各向异性,横向疲劳强度为300 MPa,纵向疲劳强度为310 MPa,疲劳寿命均大于1×107 cycle。板材在Kt=1、应力比R=0.1和应力强度幅度?K=30 MPa·m1/2条件下,纵向疲劳裂纹扩展速率da/d N为2.73×10-3~4.41×10-3 mm/cycle,横向疲劳裂纹扩展速率da/d N为5.76×10-3~8.22×10-3 mm/cycle。疲劳裂纹主要在次表面的含O、Na、Cl非金属夹杂物处及粗大第二相处萌生,在疲劳裂纹扩展区可观察到大量疲劳条带,在瞬时断裂区,断口呈小韧窝和解理断裂的混合形貌。     

普通碳素钢板氢致冷弯裂纹研究

对某厂Q235B厚规格钢板冷弯试样表面出现裂纹原因进行了分析,指出钢中存在粗大条片状复合 夹杂物是冷弯开裂的“裂纹源”,而诱发裂纹形成的原因是钢中含有过饱和的“内氢”,通过优化炼钢、连铸工艺以降低夹杂物含量;通过提高炉料干燥度并对铸坯进行落地堆冷及钢板轧后缓冷,可有效降低钢中的“内氢”含量,由此杜绝了裂纹的产生。     

桥壳钢边部裂纹缺陷原因分析

桥壳钢边部出现线状裂纹缺陷,钢板开裂发生在距离边部 20mm范围之内。通过金相显微检验对裂纹产生的原因进行分析,检验结果表明：钢板传动侧与操作侧边部表层均观察到厚度约 150μm的贝氏体组织,钢板板宽方向的其他部位表层组织与试样正常组织相同,均为铁素体＋珠光体。由此可知,钢板边部冷速过快导致贝氏体组织出现,贝氏体塑性较铁素体＋珠光体差,在钢板卷取过程中导致开裂的发生。     

喷丸对铝合金亚表面裂纹闭合修复的影响与试验

目的 研究喷丸修复7075-T651铝合金亚表面裂纹的愈合机理及修复效果。方法 建立材料亚表面裂纹在喷丸作用下的修复模型,运用Ansys进行数值模拟计算,并预测裂纹深度修复阈值;根据模型,利用线切割制造相应的裂纹,并对其进行喷丸修复,从残余应力、疲劳强度、微观结构等方面分析裂纹愈合的机理,并评估修复效果。结果 仿真结果表明,在弹丸直径D=0.5 mm、弹丸速度v=100 m/s时喷丸修复效果最佳,裂纹修复深度阈值为0.15mm;裂纹修复区域的表面应力为非裂纹区域的83.17%,实验结果与仿真结果相符;在修复裂纹后,试件的疲劳强度可以达到完好试样的70.32%。剧烈的喷丸冲击使裂纹亚表面材料产生较大的微观形变热,有利于组织形变,促使裂纹两侧的晶粒组织形成闭合挤压,宏观上表现为压应力下组织的紧密闭合,这种闭合起到了修复裂纹的作用,整体上属于物理性修复,但仍无法完全消除裂纹对材料的消极影响。结论 喷丸通过压力作用对亚表面材料的裂纹进行闭合修复,使材料的疲劳强度得到恢复,这对于铝合金结构件裂纹的早期修复和应急性修复具有积极作用。     

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酒钢CSP连铸连轧生产线生产热轧卷板过程中,阶段性出现表面纵裂纹缺陷,导致大量废品。研究过程对缺陷在厚度规格、宽度规格的统计规律进行了分析,对成品板材缺陷与铸坯缺陷宏观形态与分布特征进行了对比,对成品板材裂纹缺陷进行了金相分析,并使用扫描电镜对缺陷进行了形貌与能谱分析。最终确定此种裂纹发源于结晶器弯月面处凝固前沿不均匀的热力学条件,在结晶器锥度不合适、二冷区冷却不均匀条件下进一步发展,导致铸坯表面裂纹达到足以产生成品表面裂纹的程度。按照分析结果,针对钢水成分、主要浇注工艺参数、保护渣、连铸设备等各个方面制定出控制措施,在实际应用中取得了显著效果。     

预置镍基合金片对异种钢UNGW接头组织及性能的影响

研究了预置镍基合金片对15CrMo/1Cr18Ni9Ti异种钢超窄间隙焊接接头组织及性能的影响。结果表明,预置镍基合金片厚度小于0.6 mm时,15CrMo熔合线附近焊缝区部分区域以A模式凝固并形成奥氏体胞状晶,而其它区域仍以FA模式凝固,其组织为等轴晶奥氏体+枝晶状铁素体,并且焊缝中心无凝固裂纹形成。预置0.9~1.2 mm厚的镍基合金片时,焊缝中心因镍偏聚而以A模式凝固,形成粗大的奥氏体柱状枝晶,并有凝固裂纹形成。预置镍基合金片厚度在0.6~0.9 mm时,可使15CrMo熔合线附近焊缝区的Ni质量分数比填充金属(ER347L)的提高约2%,明显比未预置镍基合金片的接头具有更好的抑制碳扩散效果,但当镍基合金片厚度在0.3~1.2 mm范围内变化时接头抑制碳扩散的效果并无明显变化。焊态的异种钢接头不均匀混合区内存在马氏体层,而热时效后在熔合线附近会形成一定宽度的富碳硬化区及贫碳软化区。     

Causes of surface stripe cracks of Ti–4Al–2V alloy cold-rolled sheet

The stripe cracks which formed along rolling direction on the surface of Ti–4Al–2V alloy cold-rolled sheet were observed by stereoscope, scanning electron microscope（SEM）, and energy-dispersive spectrometer（EDS）. Morphology analysis indicates that cracks are dominantly in zigzag shape, with 10–30 mm in length and less than 10 lm in depth, and there is no evidence of crack tips. Chemical composition analysis shows that crack regions feather high oxygen concentration while smooth surface is at normal oxygen level. It is obvious that the occurrence of strip cracks is mainly related to residual oxide on the surface of Ti–4Al–2V alloy cold-rolled sheet.     

Discontinuous surface cracks during stress corrosion cracking of stainless steel single crystal

Single crystal 321 stainless steel stress corrosion cracking was studied in a 42 wt.% MgCl₂ solution. Cracks propagated macroscopically in the maximum tensile stress plane regardless of the notch orientation with respect to the applied tensile load direction. Some stress corrosion cracks nucleated discontinuously at the intersection of the two slip bands. Most cracks, however, were not related to the slip bands. Cleavage-like fracture was observed, and the river-markings exhibited microshear facets along the {1 1 1} plane. Interaction between the main crack and the discontinuous microcracks increased the calculated stress intensity factor by 17 times and promoted crack coalescence, resulting in mechanical fracture of the ligaments between the cracks.     

再制造件涂覆层内部裂纹扩展行为研究

目的研究再制造件涂层内部不同形状、尺寸的裂纹扩展行为。方法利用扩展有限元和内聚力单元结合的方法,通过设定断裂能G值作为控制裂纹扩展的参数,对三点弯曲试验以及拉伸试验下涂覆层内部的裂纹进行模拟,并通过实验进行验证。结果随着载荷的增加,涂层中的垂直裂纹和45°倾斜裂纹均沿着涂层厚度方向扩展,到达界面时裂纹发生偏转,沿着界面继续扩展而并没有越过涂层-基体界面向基体扩展。模拟得到三点弯曲试验下初始长度为0.2 mm的垂直裂纹和45°倾斜裂纹开裂的临界载荷分别为3.47 k N和4.49 k N,裂纹长度增加至0.3 mm时,临界载荷降低为3.29 k N和4.31 k N。裂纹越靠近试件中心,临界载荷越小,越易发生裂纹扩展现象。另一方面,在拉伸试验下,0.2 mm的垂直裂纹的临界开裂载荷(3.47 k N)小于投影长度相同的倾斜裂纹的临界载荷(5.21 k N),而与拉应力平行的裂纹并未扩展。实验得到0.2 mm的垂直裂纹在弯曲试验下的平均临界载荷为3.49 k N,而倾斜裂纹为4.46 k N。结论三点弯曲试验下,垂直裂纹比倾斜裂纹更危险,初始长度越长、越靠近试件中心的裂纹越易发生裂纹扩展现象。在拉伸试验下,与拉应力平行的裂纹并未扩展,最安全。模拟结果与实验相近,验证了模拟的正确性。     

基于太赫兹技术的热障涂层平行裂纹监测研究

目的监测热障涂层内部的平行裂纹。方法针对采用大气等离子喷涂方法制备的热障涂层,在内部预制不同规格的两种平行裂纹,利用反射式太赫兹时域光谱系统进行测试,获取时域谱图,联合Hanning窗函数-小波降噪滤波方法进行反卷积处理,提取不同反射峰间的时间间隔,建立数学模型进行裂纹规格参数计算。结果太赫兹时域光谱可以有效测量服役前未出现平行裂纹的热障涂层的陶瓷顶层厚度D。针对不同类型和规格的平行裂纹,通过提取时域光谱反射峰1和反射峰2的时间间隔Δt1,用于计算裂纹上端距涂层表面预制值d1和判断裂纹的位置类型。当d1相似文献   

Fatigue behavior of friction stir spot welded AZ31 Mg alloy sheet joints

The fatigue behavior of friction stir spot welded (FSSW) AZ31 magnesium alloy sheet joints was investigated by tension–compression of fatigue test. The results suggest that all the fatigue failures occur at the stir zone of the FSSW AZ31 sheet joints, and all cracks initiate at the stir zone outer edge between the upper and lower sheet. When the cycle force equals 1 kN, the crack propagates along the interface of heat-affected zone and thermo-mechanical zone, simultaneously across the direction of force; while the cycle force equals 3 kN, the crack propagates along the diameter of stir zone and shear failure occurs finally. Moreover, the transverse microsections indicate that there is a tongue-like region at the outer edge of stir zone between the two AZ31 sheets, and the direction of tongue-like region is toward outside of the stirred zone and all fatigue cracks initiate at the tongue-like region.