护环钢50Mn18Cr4沿晶断裂分析及其对晶界损伤本质的探讨

在对护环钢50Mn18Cr4失效分析的基础上,研究了沿晶碳化物析出对晶界的损伤.研究指出,晶界碳化物析出是由于护环运行过程中加热操作不当引起的;沿晶碳化物析出对钢的有害作用主要表现为对晶界区变形能力和形变强化潜力的损伤.还提出了等强应变的概念,认为晶界受损的多晶体材料,在其应变量超过等强应变之后,晶界区的剪切变形成为较主要的变形方式,这时,在三重晶界或晶界弯折处等有应力集中的地方按微孔型机制形成裂纹并沿晶界扩展,导致微孔型沿晶断裂.等强应变的大小,取决于晶界受损程度.     

3Cr2W8V压力机凹模的强韧化处理

将3Cr2WSV钢制207轴承套圈塔形成形凹模(以下简称207凹模)的淬火温度提高到1150℃,回火温度提高到670°～680℃(回火后硬度降到HRC37～39),可显著提高模具的强韧性,消除了早期脆断,模具寿命由平均2000件提高到6000件。试验结果表明:模具材料的K_(IC)值可以较准确地反映出207凹模的抗脆断能力,α_K值则不能。3Cr 2W8V钢淬火回火后的K_(IC)值与硬度(HRC)值有一定的关系,回火到HRC40以下,可使3Cr2W8V的K_(IC)值大幅度增高。     

M963合金的显微组织和性能

研究了Ｍ９６３合金的组织和力学性能。结果表明,Ｍ９６３合金的高温强度较高,但塑性较低;合金的组织主要由γ基本相、细小γ’析出相、分布在枝晶间的大块γ＋γ’共晶以及富Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ的Ｍ６Ｃ和富Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ的ＭＣ碳化物组成：碳化物呈骨架状、针状分布在枝晶内和断续网状分布在晶界和枝晶闸。裂纹在碳化物周围形核并沿碳化物与基体的界面扩展。碳化物的形态严重影响合金的性能,晶界和枝晶间的碳化物膜是造成该合金塑     

Incoloy 800H合金的晶间腐蚀

对氯碱厂材料为Ｉｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ不锈钢的ＥＤＣ裂解炉炉管腐蚀失效行为进行了分析。结果表明，铬的碳化物沿晶界析出使得晶界贫铬，导致Ｉｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ不锈钢的腐蚀以晶问腐蚀为主，晶界被腐蚀后裂纹沿晶界扩展。     

高铬铸铁的正火组织与性能研究

研究正火温度对新型高铬铸铁组织、硬度(HRC)及冲击韧性的影响。实验结果表明高铬铸铁在800~950℃正火时,其组织由珠光体+少量铁素体+网状共晶碳化物组成;在1 000~1 050℃正火时,碳化物溶解析出,珠光体球化,得到铁素体基体上分布的粒状碳化物+共晶碳化物+少量珠光体,硬度略有降低;在1 100~1 150℃正火时,共晶碳化物溶解得更多,冷却过程中奥氏体中析出弥散碳化物,冷却后得到马氏体(过饱和铁素体)基体上弥散碳化物+共晶碳化物,硬度明显升高,并在1 150℃时硬度达到最大值,在800~1 150℃正火加热温度范围内,冲击韧性在4.2~4.7 Jcm2之间波动,总体变化不大。     

高温合金IN690碳化物析出及对组织的影响

通过对IN690合金进行的固溶处理试验和压缩试验,研究了其合金晶粒组织和碳化物的变化规律以及碳化物对组织均匀性的影响。结果表明:晶粒组织随固溶温度的升高而增大,碳化物含量随温度升高而逐渐减小。当碳化物完全溶解时,晶粒会急剧长大。因而碳化物在晶界处有钉扎作用,限制晶粒的快速长大,对晶粒的均匀性有重要的影响。通过压缩实验分析了不同变形温度和变形速率对碳化物析出的规律影响。随压缩温度的升高晶内碳化物逐步溶解,并向晶界处转移。随变形速率增大,碳化物沿晶界析出增多,当变形温度为1200℃和变形速率为80s-1时,晶粒均匀性较好。     

乙烯裂解炉管服役前后材料组织分析

观察分析了服役前后Fe—Cr—Ni耐热钢乙烯裂解炉管横截面组织．由管外壁向内，树枝晶的垂直管外壁沿径向生长的特征逐渐减弱，直至消失．服役前组织为含过饱和碳的奥氏体和沿晶界分布的碳化物．炉管服役过程的时效与渗碳导致大量碳化物的析出，其数量、大小与形态取决于服役温度和时间．析出碳化物影响炉管的性能．     

高锰钢晶界析出物的研究

本文对高锰钢的铸件及热处理后的金相组织进行了金相、X 光、电子探针及扫描电镜的分析。实验观察到,在钢中磷含量偏高或热处理过热时,沿晶界有磷化物、碳化物和奥氏体的三元共晶体沿原始奥氏体晶界析出,导致冲击韧性的明显下降及出现典型的沿晶脆性断口。     

Cr17Ni2钢高温回火脆性的研究

本文运用扫描电镜、俄歇能谱仪、透射电镜等,研究了Cr17Ni2铜高温回火脆性的产生原因。试验结果表明,这种铜在550℃左右回火时所产生的脆性属于可逆回火脆性,并呈沿晶断裂。俄歇能谱仪分析结果发现,回火脆的Cr17Ni2钢中,磷、铬、镍在奥氏体晶界上偏聚显著。透镜薄膜观察结果发现晶界和位错上有小质点析出。上述现象是高温回火脆性的产生原因。     

高速钢的韧性与韧化

本文介绍了热处理工艺参数对M2高速钢的K~(1c)和K_(1d)的影响。根据现有文献,高速钢中裂纹可能是以韧性制护展的,由此提出韧化方向为,在保证一定数量碳化物基础上,要增加碳化物的间距、避免形成粗大或堆集碳化物,防止碳化物沿晶析出等。文中还指出,用K_(1d)评定高速钢的韧性可能比较适宜。     

130Cr20Ni2Mo2Re钢对轧管机顶头寿命的影响

本文在分析了轧管机顶头服役条件及旧材质170Cr17Ni2Mo 顶头失效方式(脆断)基础上,研制了新材质130Cr20Ni2M02Re 顶头。分析了各合金元素的作用。运用光学显微镜、电子显微镜、X-射线仪及硬度计等,分析了该材质的组织与性质。观察到新材质属于半铁素体热强钢,基本组织为共晶网状碳化物和晶内粒状碳化物,并就新、旧材质顶头做了生产性对比试验。发现顶头寿命提高2.2倍。若以年产二千吨顶头计算,可节约五百万元。     

乙烯裂解炉管服役前后材料组织分析

观察分析了服役前后Fe-Cr-Ni耐热钢乙烯裂解炉管横截面组织。由管外壁向内,树枝晶的垂直管外壁沿径向生长的特征逐渐减弱,直至消失。服役前组织为含过饱和碳的奥氏体和沿晶界分布的碳化物。炉管服役过程的时效与渗碳导致大量碳化物的析出,其数量、大小与形态取决于服役温度和时间。析出碳化物影响炉管的性能。     

冷焊高硬度钢焊缝焊态韧性研究

在硬度ＨＲＣ５５冷焊钢焊缝中，利用Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｒｅ进行复合变质处理，以期改善焊态抗裂性，经光镜、电镜、Ｘ－射线萤光、电子探针分析表明，细粒状、弥散化碳化物的早期大量析出，可抑制碳化物沿柱状晶界的网状析出，强碳化物形成元素的存在，能导致高碳焊缝的基体组织“贫碳”而转变为低碳板条马氏体，最终获得高硬度兼高韧性，适应冷焊工艺的钢焊缝。     

T型回转件锻压模具寿命数值模拟分析

模具磨损是导致模具失效的主要因素之一,所以提高模具寿命尤为重要.基于Deform-3D有限元模拟分析软件,采用Archard磨损模型,预测了单座阀阀杆零件的H13钢锻造模具在不同模具硬度条件下,模具寿命随模具硬度变化的规律,得到了锻件的等效应力、等效应变和模具磨损规律.研究发现,当使用H13模具锻造316L材料零件,H13的硬度(HRC)为65时,模具的磨损最小,模具的寿命最高.     

冷焊高硬度钢焊缝焊态韧性研究

在硬度ＨＲＣ５５冷焊钢焊缝中，利用Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｒｅ进行复合变质处理，以期改善焊态抗裂性．经光镜、电镜、Ｘ－射线萤光、电子探针分析表明，细粒状、弥散化碳化物的早期大量析出，可抑制碳化物沿柱状晶界的网状析出；强碳化物形成元素的存在，能导致高碳焊缝的基体组织“贫碳”而转变为低碳板条马氏体，最终获得高硬度兼高韧性、适应冷焊工艺的钢焊缝．     

2060铝锂合金薄板组织特征及疲劳损伤行为

通过带有原位观察设备的疲劳试验机、金相显微镜、EBSD、SEM以及TEM等设备对进口2060-T8E30铝锂合金薄板的组织特征、疲劳损伤行为以及疲劳试验过程中微观组织的演变过程进行了系统研究。结果表明,2060铝锂合金薄板为完全再结晶的块状嵌套组织,织构类型以立方织构和高斯织构为主,晶内析出相主要为T_1相,长度在50～60 nm左右;轴向加载疲劳试验时,裂纹在试样边部缺口附近晶粒中沿最大Schmid因子方向萌生并向晶内扩展,在到达并穿过第一个晶界后裂纹发生偏折,变为垂直于加载方向扩展,继续扩展时,裂纹遇到其他晶界后发生小的偏折,但基本方向不变,直至最终发生瞬断。裂纹萌生和扩展过程中,裂纹尖端出现了较大范围的塑性变形区,该区域中T_1析出相被位错切过,降低了尖端的应力集中。合金中较大的晶粒取向差以及小尺寸可被位错切过的T_1析出相,是疲劳裂纹呈"锯齿"状穿晶扩展并获得良好耐损伤性能的主要原因。     

GCr15钢冷作模脆断原因及改善措施

就GCr15钢制作冷作模具,淬火硬度达不到要求(HRC<60左右),易脆断、寿命短,对其进行化学成分和金相组织检验.结果表明,出现这种问题的主要原因是碳化物形态异常.通过对该模具进行超细化处理,改变碳化物形态,改善了其使用性能,使该模具能正常使用.     

磷对GH984G高温低周疲劳性能的影响

在部分镍基高温合金中加入适量磷可以有效提升材料的高温持久蠕变性能,本文对四种磷含量的镍基高温合金GH984G进行了高温低周疲劳试验。结果表明:随着磷含量增加,GH984G高温低周疲劳寿命呈现先升高再降低的趋势。适量磷使合金晶内硬度增大,晶界处大块MC碳化物变少,变形孪晶数量增加,疲劳源数量减少,材料循环软化程度下降,裂纹扩展受阻,进而提升疲劳寿命。过量磷的加入使GH984G合金的晶粒尺寸变大,二次裂纹数量增多,不利于疲劳寿命。     

国产高锰钢辙叉横向破断的失效分析

本文对现场选取的二组因横裂失效的锰叉,进行了断口的宏观分析和扫描电镜分析,确征为疲劳断裂,且属于低应力高周疲劳。这与高锰钢试样多冲疲劳过程的研究结果很相似。锰叉内部冶金缺陷集中区域是主要的疲劳裂纹源区,金相磨面上观察到的沿晶疏松、网状碳化物、磷共晶和晶粒过分粗大等,均是促进疲劳裂纹扩展的因素。用俄歇谱仪测定了奥氏体晶界存在磷的偏聚,从而找到高锰钢脆性断口的原因。本文指出了影响锰叉使用寿命的主、次因素和改进方向,为提高锰叉质量提供了科学依据。     

Cr12钢制针模具强韧化处理

根据失效分析,认为Cr12钢制针模具早期破损的原因是组织中的块状共晶碳化物和带状碳化物偏析;采用强韧化工艺,可改善碳化物的形状、大小和分布,得到卵形共晶碳化物和细小弥散的二次碳化物,减少裂纹产生的可能。试验表明:经强韧化处理,Cr12钢的断裂韧性值比常规淬火的高,模具寿命可提高一倍以上。三点弯曲结合声发射检测可提供钢在断裂过程的动态信息。经强韧化处理的Cr12钢在断裂前,裂纹产生及扩展形成较强的声发射源,在振铃计数率-挠度曲线上呈现幅度较高的不连续峰值。