25Cr2Ni2MoV钢焊接接头的超高周疲劳特性

对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头开展常温拉压条件下的超高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究焊接接头的疲劳失效机理。结果表明,疲劳寿命曲线呈现阶梯状:在高应力短寿命区,疲劳断裂发生在试样母材区较多,多为表面或次表面夹杂物裂纹萌生;在低应力长寿命区,疲劳断裂发生在试样焊缝区较多,多为内部气孔裂纹萌生。断口分析发现:缺陷(裂纹源)尺寸较小或者越靠近试样内部,疲劳寿命越长,且较小缺陷同内部较大缺陷具有相似的裂纹萌生潜力。通过有限元模拟疲劳试样内部微缺陷处的应力分布得出,焊缝区气孔和夹杂物周围的应力集中程度大于母材区夹杂物。结合断口分析发现,母材区弥散分布的粒状颗粒夹杂物数量较多,并且聚集起来会形成更大的缺陷,相比焊缝区夹杂物更容易萌生疲劳裂纹。     

电厂电液调节系统油管断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜等手段对电厂电液调节系统油管在插接焊接处的断裂原因进行了失效分析.结果表明:断裂面上的显微组织为等轴晶,晶粒尺寸在10～40μm之间,沿管子径向基本均匀分布,且同远离断口的母材显微组织相似,无明显变化;断口有大量的疲劳裂纹,在焊缝组织同母材组织连接处还观察到了焊接缺陷以及部分解理断裂等特征;由于这些疲劳裂纹萌生于管子的表面,而没有在焊接缺陷及晶间萌生,因此断裂失效的主要原因为疲劳破坏,焊接导致的缺陷及脆化有一定的促进作用.     

油缸用35钢销轴断裂的原因

某型铣刨机摆臂油缸用35钢销轴在使用约2a时发生断裂,采用化学成分分析、硬度检测、显微组织和表面形貌观察、有限元模拟、断口分析等方法探讨了销轴断裂的原因。结果表明:此销轴为多源疲劳断裂,断口平整,裂纹源位于销轴表面加工刀痕的根部;造成销轴断裂的原因是其加工表面粗糙,刀痕根部应力集中,在工作载荷的作用下销轴中部的刀痕根部形成了裂纹源;同时销轴未按要求进行调质热处理,导致其显微组织粗大,疲劳裂纹容易扩展。     

48MnV非调质钢曲轴断裂的原因分析

通过化学成分检测、低倍和显微组织观察、断口形貌分析及力学性能测试等手段,对48MnV非调质钢曲轴断裂的原因进行了分析。结果表明:曲轴的失效模式为典型的疲劳断裂,断裂源位于主轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处,断裂主要原因是曲轴钢中夹杂物过多;裂纹源区条状硫化物较多,曲轴表面有类似锻造流线形状的疏松缺陷,易于产生疲劳裂纹;裂纹沿条状硫化物及带状组织扩展,最终导致疲劳断裂。     

固溶处理对304H焊接接头高温蠕变疲劳性能的影响

采用具有保持时间的高温蠕变疲劳试验,研究了304H不锈钢焊接接头在相同条件下焊态和固溶态焊接接头蠕变疲劳寿命,使用断口扫描电镜、透射电镜、金相显微镜分析了断裂失效机理及裂纹扩展走向。结果表明,固溶处理可以显著提高焊接接头蠕变疲劳寿命,固溶态焊接接头蠕变疲劳寿命约为焊态的1. 6倍;焊态下断口主要呈穿晶韧窝断裂特征,固溶处理试样断口呈现穿晶与沿晶混合断裂特征,裂纹从纤维区向结晶区扩展断裂。两种状态均有脆性相碳化铬析出,但固溶处理后Cr的析出率降低,延迟了脆性相的生成;同时,固溶处理后晶粒变大,提高了蠕变强度,这些因素导致固溶态304H焊接接头蠕变疲劳寿命的增加。     

大型柴油机曲轴断裂失效分析

用化学分析、力学性能试验、扫描电镜等方法分析了某大型柴油机曲轴早期断裂的原因.结果表明:宏观断口上有明显的疲劳源区和宏观疲劳条纹,曲轴属于疲劳断裂.疲劳裂纹萌生在曲轴油孔内表面的缺陷处(缺陷尺寸为767 μm×500 μm),该缺陷是机械加工油孔时刃具刀尖崩裂造成的,在工作交变扭转应力作用下缺陷萌生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴发生早期疲劳断裂.     

推流器耦合架螺栓断裂的原因

某推流器耦合架联接螺栓在运行过程中发生断裂;通过断口形貌观察、化学成分分析、硬度测试、显微组织分析、强度校核及有限元模拟分析了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓发生了疲劳断裂;在螺栓和螺母联接部位第一道螺纹根部的应力集中明显,在交变拉伸载荷作用下,该部位萌生裂纹并发生扩展,直到螺栓断裂;螺栓材料中镍和钼含量偏低、硬度偏高、组织中存在孔洞和夹杂物等缺陷、螺纹根部应力集中明显以及交变应力幅较大是导致螺栓疲劳断裂的主要因素。     

某直升机旋翼阻尼器安装螺栓断裂研究与试验

某型机喷涂了碳化钨涂层的旋翼阻尼器安装螺栓发生多起断裂或出现裂纹故障,为查明故障原因,对故障件进行了外观观察、断口宏微观观察、金相分析、硬度测试、表面涂层评价等,结果表明:螺栓断裂性质为疲劳,呈线源,裂纹扩展充分;裂纹开裂性质为疲劳.故障原因分析排查结果表明:螺栓提前出现疲劳裂纹或断裂的原因是碳化钨喷涂工艺出现批次性质...     

热电偶套管断裂失效分析研究

通过成分分析及宏微观断口分析，研究了在变栽荷的作用下热电偶套管疲劳裂纹的产生及扩展的机理，发现套管焊接咬边引起的微观缺陷是裂纹产生和扩展的原因，并导致热电偶套管的快速疲劳断裂。     

高压输电导线微动疲劳断裂断口分析

在自制的微动疲劳试验设备上,对LGJ150/25型钢芯铝绞线,选取两组不同弯曲振幅进行微动疲劳断裂试验.对导线断口形貌进行对比及区域分析,试验结果表明,导线的断口表现为明显的疲劳断口特征,断口均可以划分为微动磨损裂纹源区、疲劳裂纹扩展区以及瞬时断裂区三区域.对三个区域进行仔细分析,认为导线的微动疲劳断裂是由于导线表面的微动磨损起裂、疲劳裂纹扩展及最后的瞬时过载引起的.     

液压泵柱塞弹簧断裂失效分析

某型液压泵上1Cr18Ni9不锈钢柱塞弹簧在工作4 h后断裂成4段;采用宏观分析、断口微观形貌分析、金相检查、硬度和渗氮层厚度测量等手段对弹簧断裂性质和原因进行了分析。结果表明:弹簧断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于弹簧内侧的一表面轴向裂纹;该轴向裂纹产生于不锈钢丝的拉拔过程中,在使用环境下发生应力腐蚀,促进了裂纹的扩展,最终使弹簧在油压循环应力作用下发生疲劳断裂。     

杆端关节轴承杆端体的疲劳断裂机制

在拉压载荷作用下杆端关节轴承的杆端体发生断裂,通过断口形貌和显微组织观察,微区成分和硬度测试,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:杆端体分别在其环与杆的过渡区域(位置A)以及与杆成45°方向的环上(位置B)发生疲劳断裂;杆端体环的内表面与关节轴承外圈的外表面之间存在严重的微动磨损,导致裂纹萌生;在拉压载荷作用下,位置B处的微裂纹首先扩展并导致断裂,位置B处的断裂使位置A处的受力方向发生改变,杆端体发生倾斜导致位置A处开裂和杆端体的最终断裂。     

螺母表面裂纹失效分析

本文针对出现裂纹的两个螺母进行宏观观察、断口宏微观分析、能谱分析、金相观察、硬度分析,确定了螺母的断裂原因。结果表明螺母裂纹性质为应力腐蚀,通过降低材料表面硬度,来减小应力腐蚀敏感性。同时,对入厂螺母表面的残余应力情况进行抽检,并关注该类螺栓等紧固件的表面防护状态。     

聚丙烯挤出机螺杆轴断裂失效分析

某聚丙烯挤出机在运行中发生螺杆轴断裂,采用断口宏观分析、扫描电镜观察、化学成分分析、显微组织检验、力学性能测试等方法对断裂轴开展失效分析。结果表明:螺杆轴的断裂为扭转疲劳断裂,裂纹起源于花键根部;螺杆轴的疲劳强度低、花键槽根部应力集中、材料内部微孔聚集、材料组织不均匀等原因共同导致螺杆轴发生早期疲劳断裂;建议采取改进热处理工艺、提高安装精度、检查表面缺陷等措施。     

Φ700mm轧机轧辊断裂失效分析

根据Φ700mm轧机用H11轧辊的工况,采用化学成分分析、力学性能检测、显微组织和断口观察等方法对其断裂失效原因进行了分析。结果表明:轧辊断裂性质是弯曲-扭转疲劳断裂;其断口上有多个疲劳源,疲劳源位于轧辊的表面或次表面;由于轧辊材料部分元素含量超标,轧辊表面硬度比标准规定的低,而且材料中存在较多弥散分布的Al2O3、MnS等氧化物和硫化物夹杂,这些都是产生疲劳裂纹的内因;在扭转和弯曲应力共同作用下,疲劳裂纹从轧辊轴径过渡圆角处等应力集中区域开始萌生,并沿与轴径呈约45°的方向扩展,最终导致轧辊断裂失效。     

回火温度对40Cr钢疲劳裂纹扩展的影响

本文采用三点弯曲压-压疲劳实验方法测量了40Cr钢不同温度回火后疲劳裂纹长度与循环周次的关系曲线。结果表明,低温回火后,40Cr钢在缺口处的起裂抗力高,一旦萌生了一定长度的疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展速率明显高于高温回火和中温回火试样;随着回火温度的升高,40Cr钢在缺口处的起裂抗力减小,但疲劳裂纹扩展速率也减小。疲劳断口微观分析表面,在疲劳裂纹扩展初期,低温回火试样的疲劳断口表现出脆性疲劳纹特征,中温回火和高温回火试样主要是二次裂纹组成的疲劳纹,而且随着回火温度的升高,二次裂纹间距减小。在疲劳裂纹扩展中区和瞬断区,低温回火的疲劳断口主要为解理断裂和沿晶断裂特征,中温和高温回火的疲劳断口是以韧窝为主的韧性断裂特征。疲劳裂纹扩展机理的不同导致了疲劳裂纹扩展规律的变化。     

汽油发动机气门弹簧断裂原因分析

通过对正在使用的断裂的汽油发动机气门弹簧的断口进行化学成分、硬度、扫描电镜和显微组织观察,发现疲劳裂纹均起源于弹簧的外表面,分析认为引起弹簧疲劳破坏的直接原因是钢丝表面裂纹和折叠。而使弹簧表面产生折叠的原因是喷丸强度过大,丸粒的冲击力对钢丝表面产生强塑变,造成组织损伤,在丸坑底部萌生折叠裂纹等缺陷,最终导致气门弹簧早期疲劳断裂。     

不锈钢螺柱的断裂失效现象及机制探讨

研究常用螺柱的断裂失效现象。采用扫描电子显微镜(SEM)Hitachi S-3400N对螺柱断口形貌进行观察,采用能谱仪(EDX)对第二相夹杂物进行分析;对螺柱进行受力分析,确定扭转断裂所需的应力,发现螺柱在低于其正常切应力状态下发生了扭转断裂失效;通过应力计算、形貌观察分析螺柱的断裂失效过程机制及失效机制。结果表明:存在于螺纹表面上的裂纹是导致螺柱扭转断裂的主要原因,即在长期使用过程中,螺柱表面因疲劳产生微裂纹,在剪切外力作用下,微裂纹扩展,导致螺柱在低于正常应力状态下,发生了断裂失效。断裂过程中,材料发生了剪切、拉伸、摩擦等现象。     

斗式提升机输送链销轴断裂的分析

通过化学成分、显微组织和裂纹、断口特征的分析以及应力强度校核,对一台输送水泥用斗式提升机输送链销轴的断裂原因进行了综合分析。分析结果显示:失效销轴表面的最大弯曲应力偏大,并且在淬火期间失效销轴会产生微裂纹,在交变应力载荷作用下,销轴表面发生疲劳损伤并最终发生疲劳断裂。建议严格遵照热处理工艺条件操作,避免产生淬火裂纹;通过改造销轴结构或减小工作载荷,降低表面的最大弯曲应力。     

304不锈钢U形波纹管疲劳失效研究

本文对304不锈钢U形波纹管进行疲劳性能试验后,使用断口分析、金相分析等手段对试样进行分析。结果表明:疲劳断裂的波纹管裂纹在内部随机产生;胀形后的波纹管晶粒内有滑移带等缺陷的生成,是导致疲劳断裂发生的主要原因。