油缸活塞杆断裂失效分析

经过高频淬火的活塞杆在使用中发生了早期断裂,通过断口的宏观微观分析、化学成分分析、显微硬度分析及显微组织分析,对活塞杆的早期断裂原因进行了分析。结果表明:活塞杆断裂属于疲劳断裂,表面没有感应淬硬层降低了活塞杆的抗疲劳性能;次表面微裂纹的存在造成了应力集中,从而形成了疲劳源;活塞杆未进行调质处理,心部硬度和强度偏低加速了活塞杆的断裂。     

钢材相似显微组织的分析与鉴别

在日常钢材的显微组织检验中,由于网状铁素体和网状二次渗碳体、针状铁素体和针状渗碳体、马氏体及其回火产物（回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体）、未溶铁素体和先共析铁素体、淬火屈氏体和回火屈氏体等显微组织的显微特征非常相似,容易出现误判。以常用碳钢为例,运用显微组织观察、显微硬度测试、化学试剂侵蚀等金相检验的普通手段,通过对显微组织形貌中的组织形态、分布、颜色进行直观比较,总结归纳出了上述几种相似显微组织的鉴别方法,以供金相检验人员参考。     

基于小波的维氏硬度图快速自动分析新方法

提出一种用小波多分辨率理论来对马氏体材料表面硬度试验压痕图进行自动分析的新方法，采用快速数据采样策略，自适应调整压痕区域的采样间隔，确保分析速度和精度，实现了自动计算维氏硬度。该方法同样能够很好地自动分析一些与马氏体组织在图像纹理结构方面相类似的组织维氏硬度，如回火屈氏体、回火索氏体等。     

铸造C12A耐热钢的焊接及组织与性能的研究

本文对铸造C12A高强耐热钢进行了组织与性能、可焊性、焊缝组织变化厦性能特点等方面进行了研究分析。试验结果表明：淬火组织为板务马氏体＋部分针状马氏体＋少量残余奥氏体，其硬度比较高，塑性和韧性不是很好；淬火＋回火组织为保留马氏体形态的回火索氏体，其硬度不是很高，塑性和韧性比较好，具有盘好的综合性能；退火组织为铁素体，其硬度低，塑性和韧性高；焊接后的全相组织中，没有焊接裂纹等焊接缺陷存在，具有良好可焊性。对于淬火＋回火后的铸造C12A耐热钢，经过焊接，基体组织和性能没有明显发生变化，过渡区的金相组织为板条马氏体＋奥氏体组织，其硬度有所降低；熔化区的金相组织为针状马氏体＋奥氏体＋板条马氏体，硬度很高；焊后经过回火处理的基体佥相组织与性能没有变化。过度区的金相组织为保留板条马氏体形态的回火索氏体组织，较基体组织要粗大，其硬度要比基体有所下降；熔化区的金相组织转变为保留板每马氏体的回火索氏体，但组织较为基体组织要细小，其性能表现为硬度要比基体的有所升高。铸造C12A焊接后再经回火处理，可使焊接后的组织差别消除；性能变化趋于平缓，有利于材料的使用。     

某装载机转向油缸活塞杆断裂原因

某批调质处理的45钢装载机转向油缸活塞杆在服役过程中发生了多起耳环根部断裂事故,并在机器运转过程中活塞杆杆体发生了弯曲。通过断口形貌、显微组织观察,化学成分分析及力学性能测试等方法对活塞杆耳环根部的断裂原因进行了分析,并采用有限元软件对活塞杆的服役情况进行了模拟。结果表明:活塞杆耳环根部的断裂为多源低周疲劳断裂;耳环与杆体之间存在越程槽,当活塞杆伸缩时越程槽处存在应力集中,且应力集中系数高达7.68,此处应力水平高于材料疲劳极限,导致疲劳裂纹萌生并扩展,最终耳环根部断裂。     

42CrMo钢三棱螺旋钻杆接头断裂原因分析

某42CrMo钢三棱螺旋钻杆接头在进行煤层钻采过程中发生断裂。采用宏观观查、化学成分分析、力学性能测试、硬度测试、金相检验、应力分布有限元模拟等方法对钻杆接头断裂的原因进行了分析。结果表明:该42CrMo钢三棱螺旋钻杆热处理时因回火温度过低,使其硬度偏高,造成冲击吸收能量偏低,韧性较差,在扭转、弯曲等交变载荷作用下,于螺纹牙底的应力集中处发生早期疲劳断裂。     

给水泵轴断裂原因分析

某电厂一台给水泵发生轴断裂事故。通过断口宏观及微观分析、化学成分分析、力学性能测试及金相检验等,对水泵轴断裂的原因进行了分析。结果表明:断裂泵轴存在魏氏组织、网状铁素体以及沿晶界分布的屈氏体等组织缺陷,材料的强度和韧性不足,使其在密封槽应力集中区产生裂纹;在交变应力的作用下,泵轴发生疲劳开裂;给水泵在运行时出现气蚀,也加速了泵轴的断裂。     

75kg/m热处理钢轨断裂原因分析

某线路发生一起PD3 75Kg／m热处理钢轨横向断裂。采用光学和电子显微镜及能谱仪对断裂钢轨进行了宏、微观分析。结果表明,钢轨轨头踏面表层为厚约2～3mm、硬度为498HV的马氏体组织;次表层为厚约3mm、硬度为312HV的回火索氏体组织;里层是硬度为380HV的细珠光体组织(即钢轨的正常组织)。钢轨轨头踏面表层的马氏体是用KD286焊条对钢轨进行堆焊所形成,次表层的回火索氏体是堆焊时热影响造成。在车轮力的作用下,表层与次表层的交界处产生裂纹,随后裂纹不断扩展而导致钢轨断裂。     

风力发电机塔筒紧固用高强螺栓断裂失效分析

某电力公司风力发电机塔筒底座紧固用高强螺栓使用4a(年)后,在进行检修时发现个别断裂现象。通过对螺栓断口进行宏观检验以及扫描电镜分析,并对螺栓材料进行化学成分分析、金相检验以及硬度测试,查明了螺栓断裂原因。结果表明:该螺栓断裂属于低应力高周疲劳断裂,螺栓在调质处理过程中发生严重的表面脱碳,导致螺栓表面硬度和强度降低,于是在应力集中的螺纹根部萌生裂纹,并疲劳扩展直至断裂。     

新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢的室温性能评价

对新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢在室温下的组织和性能进行了评价。采用拉伸实验、硬度测试、示波冲击测试、金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段评价了25CrMoNiVNbTi超高强度钢的强度、硬度、韧性和微观组织及其精细结构。结果表明:新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢具有很好的强韧性,室温下该钢的抗拉强度达到1100 MPa左右,冲击功达到100J左右。冲击断口分析表明断面有较多的韧窝,为韧性断裂,微观组织分析表明该钢调质处理后的组织为回火索氏体,晶界处含有较多位错,位错相互缠结产生较强的应力场,从而显著提高了钢的强度。镍的添加和粒状回火索氏体结构使得该钢具有较好的韧性。     

甲烷制冷压缩机配件断裂分析

对甲烷制冷压缩机断裂活塞杆和连杆的材料成分,力学性能,显微主其断口和应力进行了试验分析,确定了其断裂模式为疲劳断裂,调质热处理工艺不当和活塞杆连接螺纹根部应力过大是产生疲劳断裂的主要原因,提出了预防断裂的措施。     

The influence of heat treatment on low frequency fatigue crack growth rates for a marine steel tested in air and seawater

A quenched and tempered marine steel has been cooled at different rates after tempering and low frequency fatigue crack growth rates in air and seawater compared. Water quenching was shown to result in significantly lower fatigue crack growth rates compared to furnace cooling. The likely causes and the implications of the results are discussed.     

压缩机活塞杆断裂失效分析

对某炼油厂的断裂活塞杆进行了失效分析。结果表明，活塞杆断裂为疲劳断裂，其显微组织中存在的严重魏氏组织缺陷和材料的硬度、强度值偏低是导致活塞杆断裂的原因。     

热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

基于激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略,制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品;对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织,解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中,高速钢逐渐向回火马氏体转变,并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下,固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC,抗弯强度3621 MPa,弯曲断裂应变为10.1%,获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大,使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火,能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果,为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。     

不同热处理条件下30CrMnSiNi2A钢的组织性能研究

为考察热处理工艺对材料性能的影响,对不同回火温度下三种碳含量的30Cr Mn Si Ni2A钢的性能进行实验研究,并分析其组织和断口形貌.研究结果表明:低温回火时30Cr Mn Si Ni2A钢具有较高的强度和硬度,其内部组织为回火马氏体,断口形貌为韧窝断口;当碳含量增大,30Cr Mn Si Ni2A钢的强度也增大;随着回火温度升高,30Cr Mn Si Ni2A钢的强度和硬度逐渐下降,伸长率和断面收缩率却总体呈上升趋势,其组织向索氏体转变,断口形貌变为解理和沿晶断口,回火脆性与其内部形核有关.     

The effect of tempering temperature on mechanical properties and microstructure of low alloy Cr and CrMo steel

Two low alloy Cr and CrMo steels with similar levels of carbon, manganese and chromium have been studied to determine the effect of tempering temperature on the mechanical properties and microstructure. The quenching and tempering of steels were carried out using a high-speed dilatometer. The steels were quenched at the average cooling rate of 30 K s-1 in the temperature range from 1123 to 573 K by flowing argon and tempered at 673, 823 and 973 K. The martensite of steels formed during quenching was of entire lath morphology with 2 vol% retained austenite. It was found that after tempering at 973 K the Cr steel contained only orthorhombic cementite, while the CrMo steel contained the cementite and hexagonal Mo2C particles in the ferrite matrix. At the same tempering conditions, the CrMo steel shows higher strength but lower ductility as compared to those of Cr steel. It is shown that this difference results from finer prior austenite grain, substructure within matrix and precipitate dispersion strengthening, primarily by Mo2C. Transmission electron microscopy (TEM) bright- and dark-field micrographs as well as selected area diffraction pattern analysis of orientation relationship showed that the cementite precipitated from the ferrite matrix. Fractography analysis showed that the morphology fracture surface was changed by increasing tempering temperature. Tempering at 973 K obtained ductile fracture by the microvoid coalescence mechanism.     

40Cr钢机油泵轴断裂分析

采用化学成分分析、断口分析、硬度测试及金相检验等方法,对某汽车机油泵轴的断裂原因进行了分析。结果表明:该泵轴的断裂为早期疲劳断裂,造成疲劳断裂的主要原因是未按要求对泵轴进行调质处理,致使材料的力学性能未达到设计要求,疲劳强度降低。     

沙滩车倒车档轴断裂分析

采用化学分析、断口形貌分析和金相组织检验等方法,对沙滩车断裂的倒车档轴进行了分析。结果表明,倒车档轴断裂属多源旋转弯曲疲劳断裂,裂源处机加工精度不高,造成应力集中,是发生断裂的原因之一;而该倒车档轴由于渗碳淬火层深度不够,心部铁素体较多,导致其抗疲劳能力下降,因此热处理工艺不当也是发生断裂的另一重要原因。