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。     

汽车减震器活塞杆断裂失效分析

通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等分析手段,对汽车减震器活塞杆压弯检验过程中的异常断裂原因进行了分析。结果表明,活塞杆表面镀Cr层厚度约为24 μm,次表层淬硬层深度约为0.8 mm,次表层组织为回火马氏体+少量铁素体,心部基材组织为铁素体+珠光体;压弯试验时,活塞杆首先在最大弯曲应力一侧的高频淬火区发生氢脆开裂,裂纹形成后,活塞杆在外加应力作用下发生快速失稳断裂。在此基础上,提出了消除活塞杆氢脆隐患的改进措施。     

2A14铝合金轮毂模锻件开裂原因及控制措施

飞机轮毂是飞机承力关键件之一。本文主要分析轮毂锻件断裂的原因,并提出控制措施。采用金相显微镜、SEM、拉伸试验机和布氏硬度计等对2A14铝合金轮毂锻件断裂位置进行宏观和微观组织观察、能谱及成分分析、力学性能检测。结果表明：2A14铝合金轮毂锻件产生裂纹的主要原因是锻件在固溶淬火过程中产生的残余应力和机械加工过程中切削应力累积引起的应力开裂。提出了自然时效和去应力低温时效两种降低锻件残余应力的方法,防止了锻件开裂,提高了产品性能。     

JB46-400大型双点压力机中曲轴断裂失效分析

通过断口形貌分析、成分分析、金相分析、断口硬度分析、应力分析等方法对曲轴断裂失效原因进行分析.结果表明,曲轴中频感应淬火后未能及时回火,表面残余应力较大,在工况条件下表面产生微裂纹;同时曲轴轴肩根部产生应力集中,诱发裂纹进一步扩展,导致曲轴最终疲劳断裂.另外调质处理效果较差、曲轴芯部铁素体含量较多、整体强度不足也是造成曲轴疲劳断裂失效的原因之一.     

阀门用51CrMnV钢制弹簧断裂分析

某核电除盐水阀门用51CrMnV钢制弹簧在使用过程中发生了断裂。为保证核电系统运行的安全性,对弹簧断裂的原因进行了分析。结果表明,弹簧的断裂原因为调质过程形成了表面淬火裂纹,在弹簧轴向压缩力的作用下引起了弹簧脆性扭转过载断裂。调质工艺控制不当是淬火裂纹形成的主要原因。弹簧表面质量不佳,促进了淬火裂纹的形成和扩展。改用了表面质量较好的棒材原材料卷制,并严格控制了淬火、回火工艺后,有效避免了裂纹的形成。     

300 MW汽轮机高压主汽阀阀杆断裂原因分析

通过化学成分分析、断口分析、金相分析、电子显微分析和能谱分析,确定了某300 MW汽轮机1号高压主汽阀阀杆断裂的原因,为错用了25Cr2MoVCu钢,而非设计的2Cr12N iMoWV钢所致。过高的淬火温度造成组织粗大,晶粒度达到4级,且存在富铜相、带状组织和大量夹杂物,使钢产生较大脆性。在淬火过程中,组织应力和热应力使弹簧内孔根部产生应力集中,致使形成淬火裂纹,阀杆启闭产生的应力使裂纹扩展,最终引起阀杆断裂。     

大型7050铝合金自由锻件淬火残余应力消减研究

基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差异是造成残余应力的主要原因,对淬火后的自由锻件施加冷压变形可以有效消除热处理残余应力,采用3%压下量及较小的进给量可以最大程度地消除残余应力。     

淬火残余应力对铝合金厚板裂纹应力强度因子及扩展趋势的影响

为探究淬火残余应力对铝合金厚板疲劳裂纹扩展的影响规律,建立7075铝合金厚板表面三维裂纹数值仿真模型。采用顺序热力耦合法求解淬火残余应力场,将残余应力场作为初始载荷条件求解裂纹应力强度因子,并与无残余应力场的应力强度因子值进行对比,研究两种条件下应力强度因子的分布规律和两者之间的异同;通过分析在初始淬火残余应力条件下不同半径裂纹受不同均匀拉应力荷载作用时的裂纹应力强度因子随裂纹位置角的演变曲线,探究淬火残余应力对裂纹扩展趋势的影响规律。结果表明,淬火残余应力的存在改变了铝合金厚板应力强度因子的分布规律和裂纹的扩展趋势,淬火残余应力使表层附近的裂纹扩展受到遏止,裂纹易于在厚度方向优先扩展。     

某液压起重机活塞杆断裂失效分析

针对液压起重机缸的活塞杆在使用过程中发生的断裂失效,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪和硬度检测仪等方法研究了断口形貌及局部位置的成分进行了分析,确定了裂纹源的位置和形成机理,并对断裂的原因进行了分析。结果表明:钢中的非金属氧化物夹杂、第二相粒子是活塞杆疲劳断裂的的主要裂纹源。活塞杆在交变载荷的作用下,在缺口敏感度较高的螺纹切口处产生疲劳断裂。     

热轧板带轧机高速钢复合轧辊断裂失效分析

针对热轧板带工作辊在轧制过程中发生的断辊事故,对其失效原因进行了分析。通过对轧辊断口宏观形貌,材质化学成分、显微组织、工作层残余奥氏体含量及断口形貌的分析,认为轧辊断裂属于应力断裂.而造成轧辊断裂的主要原因是工作层残余奥氏体含量过高,轧辊在使用过程中残余奥氏体发生马氏体相变,巨大的内应力导致裂纹的产生;同时轧辊工作层显微组织中网状碳化物,芯部C、Mn含量不足以及铸造孔洞缺陷加速了裂纹扩展而造成的。为此,对轧辊的制造工艺、使用及维护提出了相应的措施,确保了轧辊的正常使用。     

柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。     

4140圆管锻件热处理裂纹检验分析

4140钢锭经过开坯锻造成圆筒锻坯,锻坯再经粗加工和热处理淬火后,部分锻件出现裂纹,为了分析缺陷原因,利用化学成分分析、力学性能检验、金相检验对4140圆筒锻件热处理裂纹缺陷进行了相关检测。结果表明,裂纹是在淬火过程中形成的,属于淬火组织应力裂纹,且圆筒锻件在淬火过程中形成裂纹的原因与圆筒原材料质量和圆筒的截面尺寸等因素有关。     

12Cr2Ni4钢齿轮断裂失效分析

针对12Cr2Ni4钢齿轮在工作过程中发生断齿及齿面损伤的问题,通过断口分析、能谱分析、化学成分分析、渗碳淬火硬化层检测,对齿轮的断裂失效原因进行了分析。结果表明,齿轮断裂性质为疲劳断裂,因残留加工刀痕产生应力集中、有效硬化层局部过浅以及过渡区残余应力大是齿轮断裂失效的主要原因。疲劳裂纹首先于齿轮节圆附近残留加工刀痕较深处萌生,随后逐渐扩展直至断裂。据此提出了改进措施。     

航空铝合金构件淬火残余应力的数值模拟

可固溶强化的铝合金在通过剧烈淬火获得高强度的过程中 ,会产生很大的淬火残余应力 ,并容易引起淬火变形与裂纹。本文将有限元方法用于预测航空铝合金构件淬火残余应力的产生与分布规律 ,首先针对铝合金试样的淬火过程建立数学模型 ,进行数值模拟 ,其次将分析方法用于预测某 70 75铝合金飞机隔框的淬火残余应力分布规律。并采用裂纹柔度法进行了实验测定 ,实验结果与模拟结果对比具有很好的一致性。     

航空铝合金构件淬火残余应力的数值模拟

可固溶强化的铝合金在通过剧烈淬火获得高强度的过程中，会产生很大的淬火残余应力，并容易引起淬火变形与裂纹。本文将有限元方法用于预测航空铝合金构件淬火残余应力的产生与分布规律，首先针对铝合金试样的淬火过程建立数学模型，进行数值模拟，其次将分析方法用于预测某7075铝合金飞机隔框的淬火残余应力分布规律。并采用裂纹柔度法进行了实验测定，实验结果与模拟结果对比具有很好的一致性。     

60CrMnMo锻造轧辊脱肩原因分析

通过对60CrMnMo锻造轧辊脱肩样品的一系列分析,明确了其开裂原因。轧辊在生产过程中吊空冷时间长、晶界析出脆性碳化物、冷却速度快、体积变化大、淬火应力大,形成淬火裂纹并造成锻件开裂。     

20CrMnTi钢制凸轮轴在井式炉气体渗碳后裂纹的探讨

我厂20CrMnTi钢制凸轮轴渗碳淬火后出现严重的裂纹和断裂,经金相检验、断口分析、应力测定和渗剂成分分析等,并审查整个热处理过程后,基本认定凸轮轴在热处理过程中吸入过多的氢,氢脆是引起裂纹和断裂的主要原因。提出了改进的建议。     

锻钢活塞余热淬火裂纹机理分析

针对42CrMo4锻钢活塞余热淬火过程出现裂纹缺陷的现象,借助于能谱仪、金相显微镜对开裂件常温组织、断口形貌及活塞零件外形进行分析,发现锻后余热淬火工艺不规范造成淬火应力过大及工件外形引起的应力集中是导致工件产生裂纹的主要原因,基于该结论对锻钢活塞锻后余热过程添加红外感应枪对锻后温度加以控制,避免出现淬火温度过高现象,以获得断裂抗力更大的细密组织;并调整淬火介质,提高淬火介质冷却性能。通过这两种改进后产品未出现裂纹。     

40Cr钢环形件淬火开裂分析

利用扫描电镜及能谱仪对40Cr钢环形件的断口形貌与微观成分进行了系统分析。结果表明:零件断口形貌呈脆性解理断裂,零件中心区域的夹杂物以及淬火残余应力大是其开裂的主要原因。微裂纹于夹杂物附近萌生,随后逐渐扩展直至零件断裂。     

45Mn2螺栓非正常拉伸断裂原因分析

某厂生产的45Mn2螺栓进行拉伸实验时出现非正常断裂,采用宏观断口分析、金相分析等方法对断裂螺栓进行了分析.结果表明,非正常断口的形成是螺栓在拉伸前螺纹根部就存在裂纹.螺栓根部长的裂纹是淬火中形成的,在冷挤压螺栓时螺纹根部就形成微裂纹,这些微裂纹淬火时成为根部淬火裂纹形成的关键原因.