40Cr液压轴承断裂失效分析研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及其附带能谱等方法,对断裂液压轴承进行了化学成分分析、断口形貌观察和金相组织检验,分析了液压轴承断裂的原因。结果表明,液压轴承的化学成分符合企业规范要求,但内部组织不均匀,源区和1/2半径处组织均为细珠光体+块状或半网状铁素体,轴表面覆盖厚度约50μm的镀层,表层的组织为索氏体+少量铁素体+少量贝氏体;距表面约13 mm区域观察到过渡组织,为索氏体+细珠光体+少量铁素体;液压轴承在热处理时内部产生的宏观原始裂纹是导致支柱在工作应力作用下发生脆断的重要原因。     

某轿车减震器活塞杆的断裂失效分析

通过光学显微镜、扫描电镜(能谱)、X射线残余应力衍射仪等手段,对某轿车减震器活塞杆压弯过程中的断裂原因进行了分析,并提出了相应的改进措施。结果表明,活塞杆存在原始淬火裂纹是造成断裂的主要原因,该裂纹位于次表层淬硬层,形成于镀铬之前的高频淬火过程中;淬火工艺不当造成淬火过程中形成较高的残余拉应力是造成裂纹形成的根本原因。     

共析珠光体钢激光冲击处理后的组织演变

采用SEM、TEM及显微硬度等方法研究了原始组织为层片状珠光体的共析钢激光冲击处理后的组织演变与硬度变化规律.结果表明:单道次激光冲击即可实现共析钢表层铁素体晶粒超细化,等轴铁素体晶粒尺寸约为0.8 μm;激光冲击产生的冲击波诱发材料表层产生高应变速率的塑性变形,渗碳体层片具有较好的塑性变形能力,冲击波中心区域渗碳体层片球化完全,渗碳体颗粒粒径约为50 nm,而冲击波边缘区域渗碳体层片主要发生弯曲、扭折和断裂;塑性变形导致大量位错的产生使得冲击波中心区域材料表层的硬度相比冲击前提高约20%左右.     

40Cr钢活塞杆断裂失效分析

对40Cr钢质活塞杆断裂进行了失效分析。结果表明,活塞杆宏观断口为脆性断裂,微观断口为解理与准解理断裂。表层组织是上贝氏体、铁素体和屈氏体而非回火索氏体,材质中含有块状及球状非金属夹杂物,导致强度低,脆性大,最终脆性断裂,应加大冷却速度,得到马氏体组织,经调质得到回火索氏体,提高活塞杆的综合力学性能。     

HY级抽油杆过渡区断裂失效分析

通过宏观形貌分析、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析等手段,对HY级抽油杆过渡区断裂失效进行了分析。结果表明,过渡区位置应力集中、表面淬火层厚度不足、少量铁素体+珠光体组织的出现是大量HY级抽油杆发生疲劳断裂的真正原因。因此,应将淬火层的硬度及厚度、过渡处的表面质量、表层及心部微观组织作为常规检测指标,并严格进行抽油杆检验,以确保其抗疲劳能力达标。     

真空渗碳处理齿轮钢的氢脆敏感性

采用电化学充氢及慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了真空渗碳热处理后20Cr2Ni4A齿轮钢的氢脆敏感性,并与常规淬火+回火处理(QT)的20Cr2Ni4A齿轮钢进行了对比.结果表明,渗碳试样渗碳层中的残余奥氏体含量(约13.8％,体积分数,下同)远高于渗碳试样心部和QT试样(约4.6％),前者主要呈多尺度的块状分布在原奥氏体晶界及板条界处.渗碳试样与QT试样中的室温可扩散性H含量相当,但前者组织中较多的残余奥氏体和渗碳体含量使得其室温非扩散性H含量明显高于后者,H扩散系数明显低于后者.QT试样呈现出优异的强塑性配合,以相对断后伸长率损失表征的氢脆敏感性指数(HEI)为54.3％.与QT试样相比,渗碳试样的抗拉强度提高了34.6％,但塑性显著降低,断后伸长率及断面收缩率分别降低了66.5％和92.4％;充氢后在屈服之前就发生了脆性断裂,呈现出很高的氢脆敏感性,HEI高达90.9％.SSRT断口分析表明,充氢QT试样与最大H扩散距离大体相当的表层脆性区为沿晶+准解理的混合断裂,而充氢渗碳试样则在距表面一定距离的渗碳层内呈现一定宽度的沿晶断裂脆性区,且在接近有效渗碳层深度处出现了一条大体沿渗碳层圆周方向扩展的长裂纹.造成渗碳试样与QT试样氢脆敏感性显著差异和独特氢脆断裂特征的主要原因与2者的微观组织、强度水平及渗层残余压应力等因素有关.     

挖掘机油缸活塞矫直断裂原因分析

某机械厂使用100 mm规格的45钢圆棒加工一种挖掘机油缸活塞,在加工过程中发生矫直断裂。对45钢圆棒和断裂样品进行了化学成分、低倍酸洗、断口、金相组织等项目分析。结果表明:用于加工活塞杆的45钢圆棒力学性能、化学成分符合标准要求,钢中夹杂物含量少,组织是正常的铁素体+珠光体。活塞杆矫直断裂为脆性断裂,断裂源位于工件表面,断口微观形貌为冰糖状脆性断口。断裂件经酸洗后发现纵向表面存在较多沿周向分布的裂纹及较深、较粗的车加工刀痕,金相分析结果表明裂纹为中频淬火过程中形成的沿晶裂纹,裂纹区域存在回火马氏体硬脆相组织。活塞杆发生矫直断裂的原因是工件矫直前已存在中频淬火形成的淬火沿晶裂纹,在矫直应力的作用下,裂纹沿基体扩展直至发生断裂。通过改进中频淬火和回火工艺,提高工件表面加工光洁度可消除表面淬火裂纹,后续产品未再发生矫直断裂。     

空压机活塞杆断裂分析

利用光学显微镜与扫描电镜对失效的空压机活塞杆的组织与断口进行了分析。结合力学性能测试结果得出，活塞杆失效属于疲劳断裂。造成疲劳断裂的原因是活塞杆存在较多未溶铁素体及加工时刀痕过深形成较大的应力集中。     

三代轮毂轴承法兰内圈的感应淬火工艺

研究了感应加热淬火工艺参数对轮毂轴承法兰内圈淬火硬化层和组织的影响。结果表明,随着感应加热总能量的提升,淬硬区宏观轮廓逐渐增大,淬硬层深度加深;内圈淬硬区表层及次表层正常组织为细针马氏体+板条马氏体,淬火加热总能量过高会导致表层过热而形成粗针马氏体,甚至过烧;过渡区正常组织为细针马氏体及少量的铁素体+屈氏体,淬火加热总能量过低会导致过渡区形成大量的屈氏体组织,同时残留铁素体量也会增多。感应淬火加热功率180 kW,加热时间5.4 s为最佳的工艺参数。     

耐蚀堆焊焊接接头金相组织(三)

焊接方法　堆焊　焊接材料　母材 :Ａ50 8-Ⅲ　　　焊材 :铁基材料　热处理状态　高温回火图 1　堆焊接头各区组织整体形貌　 (5 0× ) 2 / 3图 2　熔合区组织　 2 0 0×(左侧为堆焊层组织 ,右侧为母材热影响区组织 ,中间存在一深色回火马氏体带 )　　　　　　图 3　上图放大　 40 0×(回火马氏体带宽约为 0 .0 2ｍｍ)图 4　堆焊表层组织　 40 0×(组织 :奥氏体 +δ铁素体 ,δ铁素体有部分分解现像 )图 5　堆焊层间组织　 10 0×(左侧为堆焊表层组织 ,右侧为堆焊底层组图 6　堆焊底层组织　 40 0×(组织 :奥氏体 +已分解的δ铁素体 )图 7　…     

38CrMoAl钢液气弹簧活塞杆断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对38CrMoAl钢液气弹簧活塞杆断裂样品进行检测。结果发现,断口呈快速断裂的放射状条纹特征形貌,表明该失效件断裂速度快。活塞杆末端外圆存在数条圆弧状表面裂纹,推测该处受到外力作用的高速撞击,使得法兰端承受极大的弯曲应力,最终在应力集中最大的凹槽部位产生断裂。断口剖面显微组织检测发现,法兰端存在两处凹槽,由靠近杆部的第一凹槽产生断裂。实测第二凹槽倒圆角半径R极小并产生表面裂纹,表面裂纹两侧渗氮层明显加深,表明该表面裂纹形成于渗氮处理之前,属于调质处理过程形成的淬火应力集中开裂,由此推断第一处凹槽同样存在应力集中开裂倾向。断裂源区存在表面裂纹及表面剥落,表面渗氮层脆性大。杆部外圆存在表面脱碳层,并产生脆性针状氮化物。样品表层及心部的显微组织为粗大马氏体位向的回火索氏体,基体组织为粗大过热组织,材料强韧性比正常晶粒组织显著降低。     

超高强钢延迟裂纹的研究

采用四点弯曲试验及表面裂纹法试验分别研究了37SiMncrMoV 钢焊接接头的氢致裂纹和应力腐蚀开裂。高湿度能增大氢致裂纹和应力腐蚀开裂倾向。扫描电镜显示了氢致裂纹断口的沿晶断裂特征.用扫描电镜及光学显微镜研究了热影响区的局部熔化区及淬火区显微组织对裂纹倾向的影响。采用改进的焊接工艺,防止了高压容器的低应力破坏。     

表面纳米化对工业纯锆四点弯曲疲劳性能的影响

采用表面机械研磨工艺对工业纯锆进行处理,利用四点弯曲疲劳试验对试样的疲劳性能进行测试。通过对试样微观组织观察、显微硬度和残余应力表征,并结合有限元方法对四点弯曲试样应力分布的模拟,分析表面纳米化对工业纯锆四点弯曲疲劳性能的影响机理。研究表明,表面纳米化工业纯锆相对于原始试样疲劳极限提高约23%。这是由于原始工业纯锆在加载时最大拉应力位于试样表层,导致疲劳裂纹在表层萌生,而表面纳米化工业纯锆由于组织强化及残余压应力作用,使疲劳强度得到提高,并且使裂纹在次表层萌生,从而获得较好的疲劳性能。     

W2Mo9Cr4VCo8推杆断裂原因分析

W2Mo9Cr4VCo8（M42）推杆在工作中发生断裂,将断裂的、试验后未断裂的三根及未进行试验的,共5根同规格的推杆进行对比,通过扫描电镜微观形貌、硬度、金相组织进行分析。并将完好推杆进行人为弯曲断裂试验,与原断裂推杆断口进行对比。结果表明,M42推杆为过载断裂,断裂原因与推杆端面加工磨削不当导致端面截面尺寸比标准尺寸偏小有关。截面尺寸变小后,紧靠推杆的钢球与该端面撞击后发生偏差,导致推杆除了承受压应力还叠加了弯曲或扭转应力。建议进一步分析异常应力的来源,并加强控制推杆端面的截面厚度的尺寸。     

深海液压缸活塞杆密封仿真分析

为分析深海环境下液压缸活塞杆Y形圈的密封性能,利用ANSYS软件建立Y形圈的仿真模型,分析不同工作状态下活塞杆Y形圈的密封应力.结果表明:由海面下潜至深海5 km过程中,安装、活塞杆外伸和收回3个工作状态下,最大von Mises应力基本不变、最大接触应力最大增幅约37％;增大压缩率,最大接触应力均减小、最大von Mises应力变化不一致.按照现有标准设计的液压缸活塞杆Y形圈密封结构能够满足深海密封的要求.     

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采用直读光谱仪、显微硬度机、光学显微镜和扫描电子显微镜等分析手段,对失效的汽车发动机活塞连杆总成断裂原因进行了分析。断裂首先发生于连接大盖,裂纹源位于凹槽端面底部应力集中严重的过渡R处,该处还存在加工刀痕,更加剧了应力集中程度。连杆总成在承受了多次反复冲击载荷后,在该处首先产生了裂纹源,发生了疲劳断裂,之后连杆总成正常运动状态受到破坏,连接螺栓接着发生了一次性韧性断裂。     

感应淬火对半轴用非调质钢高周疲劳性能的影响

利用旋转弯曲疲劳试验方法对比研究了一种半轴用铁素体+珠光体型非调质钢感应淬火前后高周疲劳性能的变化。结果表明,试验钢试样感应淬火后表层形成了厚度约1.2 mm、平均显微硬度约650 HV0.3的马氏体组织淬硬层。该淬硬层具有较高的残余压应力和十分细小的原奥氏体晶粒。感应淬火处理后,试验钢的疲劳耐久极限从420 MPa提高到716 MPa。疲劳断口的SEM观察表明,未经感应淬火试样的疲劳裂纹均起源于试样的表面基体,而经表面感应淬火后的疲劳裂纹则起裂于淬硬层边界附近的内部基体。     

Inverse approach to determine piston profile from impact stress waveform on given non-uniform rod

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｐｅｒｃｕｓｓｉｖｅｄｒｉｌｌｉｎｇｏｆｒｏｃｋ ,ａｐｉｓｔｏｎｉｓａｃｃｅｌｅｒ ａｔｅｄｂｙａｌｏｗ ｌｅｖｅｌｆｏｒｃｅｗｈｉｌｅｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｔｉｍｅｉｓｍｕｃｈｌｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｅｌａｓｔｉｃｗａｖｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｉｓｔｏｎ .Ｔｈｅｐｉｓｔｏｎｉｍｐａｃｔｓｏｎａｌｏｎｇ ,ｓｌｅｎｄｅｒｄｒｉｌｌｒｏｄ .Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓａｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｆｏｒｃｅｗａｖｅｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｗｈｉｃｈｈａｓｄ…     

低成本800 MPa级镀锌超高强度双相钢的微观组织与性能

利用光学显微镜、透射电镜(TEM)对800 MPa级双相钢热轧、冷轧及热镀锌后的显微组织进行了观察,分析比较了热镀锌后整卷通板宽不同位置的力学性能。结果表明:试验钢经795 ℃保温150 s后热涂镀,微观组织以铁素体+马氏体为主,铁素体晶粒尺寸在2.3～6.0 μm之间,马氏体体积分数为21％左右。热镀锌后抗拉强度为825 MPa,屈服强度为505 MPa,断后伸长率为19%,沿板宽方向力学性能稳定性较好,抗拉强度波动在20 MPa以内,屈服强度波动在4 MPa以内,断后伸长率波动1%。对热镀锌后整卷钢头中尾部进行了折弯性能评价,以3倍厚度弯心直径进行横向180°折弯试验,结果都没有开裂,能够满足用户对高折弯性能的要求。