2A12-T352铝合金挤压棒材裂纹产生的原因分析

用户在对Φ170 mm 2A12-T352铝合金棒材进行机加工过程中,棒材表面沿纵向出现裂纹。通过对裂纹处进行宏观组织、微观组织、能谱断口形貌以及化学成分分析得知:裂纹是由于棒材在淬火时从高温急剧冷却,内部产生较大的淬火应力,棒材表层存在晶粒尺寸异常粗大的粗晶区,拉伸应力超过表层粗晶区的抗拉强度后产生开裂,该裂纹为淬火裂纹。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

引压管开裂失效分析

某气田引压管在使用过程中发生了开裂,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析以及化学分析方法等对开裂引压管表面形貌、横向与纵向的微观组织、腐蚀形貌、断口表面垢物化学成分进行观察与分析。结果表明,引压管的化学成分满足标准要求,微观组织为奥氏体,且沿轧制方向存在带状分布的夹杂物。引压管表面存在较多的宏观裂纹,断口微观形貌表明裂纹属于穿晶开裂,存在分叉"湖泊"状形貌,断口形貌特征为河流状的解理花样。原料气中所含的硫、氯共同作用导致引压管发生应力腐蚀开裂。     

硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能

根据美国NACE标准研究了17-4PH钢在酸性H2S水溶液中的抗氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)的性能,利用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了裂纹及组织形貌,并结合理论分析了材料的氢致开裂与应力腐蚀开裂行为。结果表明:17-4PH钢在标准NACE试验溶液中会产生氢致裂纹,试样内部微裂纹主要在晶界、夹杂等缺陷处成核并扩展;标准C型环试样在0.8σs的恒应力作用下,浸泡于饱和硫化氢溶液中,720h内3组试样均发生断裂,表明其SCC敏感性较大,试样的宏观裂纹由边缘向内部扩展;扫描电镜结果显示,SCC断口有明显的脆性断裂(解理断口)特征,应力腐蚀开裂是由HIC引起,且裂纹扩展形式多为穿晶型。     

大型轴类锻件热处理过程开裂分析

某型号大型轴类锻件在热处理过程中发生了开裂。为探明该大型轴类锻件开裂的原因,利用多种技术手段对其裂纹断口微观形貌、化学成分和金相组织等进行了分析。分析结果显示,该大型轴类锻件内孔存在明显的局部成分及组织偏析缺陷。在淬火过程中,中心孔内壁偏析缺陷产生的应力集中是导致该大型轴类锻件开裂的主要原因。     

立式换热器不锈钢换热管开裂原因分析

通过裂纹形貌、相邻碳钢管腐蚀形态的宏观检查、材料理化分析、金相分析、断口扫描电镜观察及X-射线能谱分析、冷却水腐蚀性阴离子分析等方法，对立式换热器不锈钢换热管环向开裂原因进行了分析，发现裂纹源于换热管外壁，裂纹形貌和断口形貌有应力腐蚀特征，而管外冷却水有较高浓度的氯离子、硫酸根离子且开裂区局部氧含量较高。分析认为该换热管开裂的原因是应力腐蚀。     

发动机气缸体泄漏原因分析

发动机气缸体在南海试验时发生泄漏故障。对气缸体气道表面形貌、裂纹形态及裂纹断口进行了宏微观观察、能谱成分分析,对气缸体的金相组织及硬度进行了检查。结果表明:气缸体的裂纹性质为应力腐蚀开裂;由于气道表面残留高浓度的Cl-以及材料具有较高的应力腐蚀敏感性,使得气缸体在残余应力作用下发生应力腐蚀开裂。要预防气缸体发生应力腐蚀失效,可采取加强清洗以减少Cl-的残留、改善材质状态或更换材料以降低其应力腐蚀敏感性等措施。     

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母的开裂原因

某0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母在服役过程中出现开裂。对开裂螺母进行了宏观和微观断口形貌观察、表面能谱分析、显微组织及力学性能分析与测试等。结果表明：该螺母开裂原因为应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹起源于法兰面与螺母体交接处,螺母体与法兰面呈直角此处易积液,螺母表面处理方式为钝化和涂MoS₂,其耐蚀能较差。在腐蚀性潮湿大气环境中,干湿交替作用下螺母产生局部腐蚀点,在腐蚀点处萌生裂纹,裂纹在螺母圆周切向拉应力作用下扩展直至螺母开裂。     

B101连续油管应力腐蚀开裂行为分析

研究了连续油管的抗H2S环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为.利用扫描电镜(SEM)观察了断口形貌,用能谱仪(EDS)分析了断口元素组成,从环境因素、材料组织、化学成分等方面分析了断裂机理.结果表明,母材对应力腐蚀不敏感,焊缝是应力腐蚀的薄弱区域.焊缝断裂可分为裂纹孕育期、裂纹发展期、裂纹快速增长期、完全破坏期.应力在72...     

TC18合金的显微组织及断裂韧性

测试了TC18合金国产锻件的断裂韧性,观察了其显微组织及断口形貌,并将其与TC18合金进口锻件的断裂韧性进行了对比。结果表明:TC18合金国产锻件L(纵向)、T(横向)向均为网篮状组织,且无明显差异、分布较均匀;国产锻件L向的断裂韧度KIC平均值较T向高7.4 MPa·m~(1/2),分布较集中;与进口锻件相比,国产锻件L、T向的断裂韧度平均值均较高,这主要与其具有不同的组织形貌有关:网篮状组织抵抗裂纹扩展的能力要优于等轴状组织,因而具有网篮状组织的国产锻件的断裂韧度要优于具有等轴状组织的进口锻件。     

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头应力腐蚀的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面改性处理,通过SSRT分析了激光冲击处理对试样在NACE饱和H2S溶液中应力腐蚀的影响。采用扫描电镜观察了激光冲击处理前后试样表面腐蚀产物形貌、断口形貌和应力腐蚀裂纹形貌等,并用能谱分析仪分析了腐蚀产物化学成分组成,探讨了激光冲击处理对试样SCC的影响机理。结果表明:激光冲击处理后焊接接头抗拉强度、伸长率和断面收缩率分别提高了5.1%、4.5%和28.7%,内积功的SCC敏感性指数Iscc从50.94%下降至45.10%,降低了11.64%,断口形式由脆性断裂转变为韧性断裂。激光冲击处理改善了焊接接头表面应力状态和材料组织结构,减缓了裂纹的萌生和扩展,增强了其抗SCC的性能,但不能消除明显的应力腐蚀倾向;激光冲击处理降低了氢致开裂的倾向,有利于提高焊接接头抗H2S应力腐蚀的性能。     

高压洗涤器分布器的腐蚀开裂分析

高压洗涤器上部防爆空间入口处的分布器发生开裂,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及化学分析方法等对开裂分布器表面形貌、横向与纵向的微观组织、腐蚀形貌、断口表面垢物化学成分进行分析。结果表明：分布器的化学成分符合国家标准要求,微观组织为奥氏体+孪晶,平均硬度为HV143.8,开裂裂纹断口表面及裂纹尖端内有Al和Si等的氧化夹杂物,裂纹尖端延伸处可见与基体成分不同的胞状凸起的第二相,裂纹扩展沿第二相及夹杂物进行,这些夹杂物及第二相首先成为局部腐蚀的敏感点,在甲胺腐蚀液的作用下进而向纵深发展导致开裂,腐蚀坑则是以夹杂物为诱发点发展的局部腐蚀。     

铸造铝合金A356抗应力腐蚀性能研究

研究铸造A356-T6铝合金在3．5％NaCl水溶液中的抗应力腐蚀性能,测定该环境条件下材料的应力腐蚀裂纹扩展速率及KIscc值,分析了合金的应力腐蚀机理。结果表明,A356-T6铝合金在3．5％NaCl水溶液中应力腐蚀敏感性较高。应力腐蚀开裂是阳极溶解和机械损伤共同作用的结果,其断口为穿晶脆断形貌。     

飞机起落架扭力臂上轴裂纹分析

某飞机起落架扭力臂上轴在使用后发生裂纹.为了确定该上轴裂纹的原因,对存在裂纹上轴进行了外观检查,断口宏观、微观分析,化学成分分析,金相组织检查、硬度检测以及氢含量测定.结果表明:上轴裂纹是在较大的表面剪切摩擦应力与扭转应力的共同作用下发生的开裂,裂纹开裂后以应力腐蚀的方式扩展.     

pH值对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀行为的影响

通过慢应变速率拉伸试验方法,研究了在室温下不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀开裂行为的影响。通过光学显微镜对试样的母材和接头处的微观组织进行了观察,并利用扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析,判断试样在不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性大小。通过观察宏观断口发现:无论在酸性、碱性或中性溶液中,试样均在母材部分断裂,且均出现了不同程度的颈缩现象。SSRT结果以及断口形貌分析结果表明:在室温下,CLAM钢在酸性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,其应力腐蚀机理为氢致开裂型;在中性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性居中,其应力腐蚀机理为阳极溶解和氢致开裂共同作用;在碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较小。     

AMS 6308钢大棒材锻造开裂原因分析

通过观察裂纹与断口形貌,结合第二相析出规律,分析了AMS 6308钢大规格棒材锻造开裂原因。结果表明:大锭型中Cu偏析导致钢热塑性变差是锻件开裂的主要原因。在钢锭加热时Cu元素偏析会析出大量低熔点富Cu相。高温下部分呈液膜状,随着富Cu液膜的浸润,造成晶界结合力下降。随后,钢的热塑性变差,在锻造应力的作用下产生裂纹并扩展。     

铀矿用不锈钢泵轴断裂原因分析

目的找到不锈钢泵轴断裂原因。方法通过对断裂的泵轴进行失效分析,利用扫描电镜、金相显微镜、直读光谱仪、显微硬度计等测试方法和手段,对失效泵轴的断口形貌、组织、化学成分、显微硬度等进行分析。结果断口形貌呈明显的脆性疲劳开裂特征,且裂纹源呈现多源特征,有疲劳辉纹和二次裂纹存在。316L泵轴材质成分和组织问题不大,在近表面存在大量夹杂物,同时泵轴表面观察到点蚀和微裂纹存在。结论近表面夹杂物在酸性环境中极易引起点蚀,同时泵轴与联轴器根部结合处存在变截面,形成应力集中。当泵轴受到腐蚀、应力以及电机交变载荷作用时,形成腐蚀疲劳裂纹源,裂纹扩展造成瞬断是此次不锈钢泵轴断裂的主要原因。     

火焰加热炉炉管泄漏原因分析

通过对泄漏的火焰加热炉开裂炉管裂纹及断口形貌观察、断口表面产物的EDX能谱分析,结果表明该加热管为304奥氏体不锈钢无缝管。管子泄漏是发生连多硫酸应力腐蚀开裂所致。对发生连多硫应力腐蚀开裂的原因进行了分析与讨论。     

TC4钛合金薄板激光焊接接头的疲劳寿命及断口分析

研究了TC4钛合金薄板激光焊接接头及母材的疲劳性能,并对其疲劳断口进行了观察.结果表明,接头的疲劳寿命在低应力水平时高于母材,在高应力水平时低于母材.母材疲劳裂纹萌生于试样表面;在裂纹扩展区有平行排列的弯曲的二次裂纹和期间更细的疲劳辉纹,瞬断区为细小的等轴韧窝.焊缝疲劳裂纹起源于表面的气孔,源区有笔直且平行排列的二次裂纹;在裂纹扩展区,断口形貌与组织有关,细晶区为韧窝,在细晶与柱状晶交界处为敞口浅韧窝,柱状晶和粗晶区为晶粒大小的刻面,上有大量的微剪切滑移带,断裂机理为滑移带形成及开裂.     

温度对海洋平台用S355钢抗应力腐蚀的影响

采用慢应变速率实验(SSRT)研究了S355钢在3.5%Na Cl溶液中应力腐蚀破裂(SCC)行为,通过σ-ε曲线分析了不同温度下S355钢应力腐蚀开裂敏感性指数。采用SEM观察了断口及其孕育期、扩展区、瞬断区和腐蚀物形貌,并分析了腐蚀物化学成分。结果表明,随溶液温度升高,内积功应力腐蚀敏感性指数ISCC下降,在20~50℃范围内ISCC均小于25%,断口为韧性断口,S355钢在3.5%Na Cl溶液中没有明显的应力腐蚀倾向;随溶液温度升高,开裂源变小,而韧窝尺寸和氧化物体积变大,抗氢致开裂能力增强,说明S355钢具有较高的抗应力腐蚀性能。