42CrMo锚栓断裂分析

风电用42CrMo锚栓在安装过程中突然发生断裂,对断裂试样进行化学成分分析,采用金相检验与扫描电镜观察相结合的方法,分析研究断裂原因。结果表明,断口为沿晶断裂,锰元素含量超标和磷、硅、铜合金元素晶界偏聚是造成沿晶断裂的主要原因;另外,热处理时淬火温度过高造成奥氏体晶粒粗大,以及回火温度接近高温回火脆性区造成杂质元素在奥氏体晶界偏聚,这些因素的共同作用也会导致材料发生脆性断裂。     

1Cr17Ni2钢制单项活门断裂失效分析

1Cr17Ni2不锈钢制单项活门在使用过程中发生了漏油。通过宏观形貌观察、金相检查和硬度测试等手段,结合活门的加工及热处理工艺,确定了裂纹的性质和起因。结果表明:活门裂纹的断裂方式为沿晶脆性断裂。调查分析发现,由于活门零件在生产过程中热处理温度选择不当,回火加热温度恰好落在回火脆性区间,形成回火脆性,导致了零件在使用时抗冲击能力大大降低,发生沿晶脆性断裂,出现漏油现象。     

石油钻杆转换接头脆性断裂失效分析

通过理化检测对石油钻杆转换接头螺纹根部脆性断裂进行失效分析。结果表明,断裂源发现沿晶断口,组织存在较严重的带状偏析,接头的晶界存在回火脆性现象,冲击韧性过低,表明接头失效的根本原因是回火工艺不当产生了高温回火脆性。     

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。     

齿条断裂原因分析

某升降机齿条在搬运过程中摔断,齿条材料为60钢。对齿条断口,材质的金相组织、化学成分和力学性能进行分析,确定齿条断裂失效的原因。结果表明：齿条的断裂性质为冲击载荷所致的脆性断裂;由于正火加热和冷却方式不当,造成齿条的晶粒粗大且铁素体呈网状分布;齿条化学成分中Si、Mn元素含量超出标准要求范围,S、P元素处于标准规定值上限;材料中存在较多的非金属夹杂物,以上几个因素共同作用,导致齿条发生断裂。     

20Mn2钢圆环链脆性断裂原因分析

针对20Mn2结构钢圆环链拉伸试验时出现脆性断口的现象,经断口宏微观观察、金相分析后,认为圆环链的断裂性质为沿晶脆性断裂。分析认为,出现沿晶脆断是由于回火温度过高,且圆环链加工现场受场地限制,热处理后的成品链堆放在一起,造成内部圆环链冷却速率较慢,致使Si、Mn、P等元素在奥氏体晶界偏聚富集,形成高温回火脆性。利用合金结构钢高温回火脆性的可逆性,该批圆环链经670℃保温1h重新回火后,用油快速冷却,消除了高温回火脆性,经检验完全合格。     

65Mn钢波形垫圈断裂分析

本文从化学成分、显微组织、断口形貌、氢含量、硬度等方面,对表面镀镉65Mn钢波形垫圈使用过程中连续出现早期断裂的原因进行了分析。对同批零件进行了氢脆和回火脆性验证试验,分析了除氢时间、氢含量、硬度以及回火温度对断口形貌的影响,同时对不同硬度检测方法对垫圈硬度值的影响进行了分析。结果表明,硬度浏量方法选择不当导致波形垫圈的实际硬度超出技术要求,使波形垫圈脆性增加,引起波形垫圈最终断裂,残余氢导致断口呈沿晶特征。建议将该波形垫圈回火温度控制在380-410℃范围内,选择HV5.0或HV10检测硬度,除氢时间不低于12h。     

H13钢模芯开裂原因分析

采用火花直读光谱仪、能谱分析仪、金相显微镜和洛氏硬度计等分析设备,观察和检测了H13钢模芯失效件的化学成分、金相组织及硬度等,分析了H13钢模芯开裂的原因。结果表明,由于模芯原材料前期冶炼不当,存在较严重的成分偏析,生成了液析碳化物;模芯在后期的热处理过程中,回火温度不够,形成晶粒粗大的回火马氏体组织和沿晶碳化物,从而造成模芯脆性显著增强,芯部硬度达到57.2 HRC,远高于正常回火组织要求的47～49 HRC。模芯根部过渡圆弧并不光滑,导致宏观裂纹最先从该部位产生,然后裂纹快速扩展,直至断裂。     

30CrMnSiA钢锻件性能不合格原因分析

30CrMnSiA钢锻件力学性能检验不合格。本文对不合格试样和合格试样进行了对比观察、断口分析、能谱扫描、显微硬度和金相分析。结果表明:不合格拉伸试样为脆性断裂,断面存在条带状分布的沿晶断裂区域;沿晶断裂区域Cr、Mn、Si元素的偏聚加剧了P、Sn、Sb、As等杂质元素的偏聚程度,导致晶界脆化,发生了高温回火脆性。     

GH4033高温合金螺栓断裂原因分析

催化装置滑阀螺栓使用时发生断裂,导致阀体导轨和阀板脱落.通过对滑阀导轨GH4033螺栓进行宏观观察、化学成分分析、显微组织检查、断口分析、微观观察,确定其断裂原因.结果表明:该螺栓是由高温蠕变损伤引起的沿晶脆性断裂;因热处理不当,螺栓组织中晶粒粗大,第二相和沿晶碳化物较少,弱化细晶强化、第二相强化和晶界强化作用,导致蠕...     

Influence of Prior Austenite Grain Size on the Degree of Temper Embrittlement in Cr-Mo Steel

Reversible temper embrittlement has been frequently observed in many different low alloy steels serving at high temperature, e.g. order of 500 °C. This type of embrittlement can change the brittle transgranular fracture mode to intergranular decohesion with subsequent change in fracture stress and fracture toughness. The present paper deals with the influence of the prior austenite grain size and isothermal aging time on the degree of embrittlement of 2.25Cr-1Mo steel, which is very popular for its use in power generating and other petrochemical industries. In this research work, the specimens of 2.25Cr-1Mo steel were treated in three different austenitizing temperatures along with different isothermal embrittling time periods. Then the induced degree of embrittlement was characterized by the fracture stress values at −196 °C and area fraction of intergranular failure. The outcome of the experimental results shows that the increase in austenite grain size and/or isothermal embrittling time severely weakens the grain boundary cohesive strength leading to brittle intergranular failures and thus to a greater degree of temper embrittlement.     

1Cr17Ni2钢制操纵盒小轴断裂原因分析

飞机发动机操纵盒小轴在安装时发生断裂。通过断口形貌、显微组织、硬度和化学成分、对比试验和模拟试验等,确定了操纵盒小轴的断裂性质和原因。结果表明,操纵盒小轴在570 ℃回火脆性区进行回火后发生沿晶脆断,其原因并非仅由于在回火脆性区回火降低了操纵盒小轴的冲击性能,而主要是由于操纵盒小轴的基体组织中无铁素体,铁素体的缺失降低了晶面和相界面的总面积,导致在回火脆性区回火时晶界生成了更多的弱化粒子,加剧了其高温回火脆性,最终导致操纵盒小轴的沿晶脆断。操纵盒小轴的奥氏体形成元素(Ni)含量偏高、铁素体形成元素(Cr,Si)含量偏低导致了基体组织中无铁素体。     

30CrNiMo铸钢件冲击性能不合格原因分析

针对30CrNiMo铸钢件调质后冲击吸收能量不合格的问题,通过断口分析、金相检验、硬度测试、化学成分分析等方法对30CrNiMo铸钢件冲击吸收能量不合格原因进行了分析。结果表明,30CrNiMo铸钢件冲击断口为沿晶断口。金相检验发现淬火态晶粒不均匀,存在混晶现象。Nb在原奥氏体晶界处偏聚形成NbC,一方面能降低晶界的活动性,对晶界迁移起阻碍作用,另一方面,形成较多的第二相粒子起钉扎晶界、巩固晶界遗传的作用,最终导致奥氏体晶粒粗化后,钢的韧性—脆性转变温度升高,钢在室温进行冲击时得到脆性穿晶断口和低的冲击性能。     

Effect of phosphorus segregation on fracture properties of 2.25Cr-1Mo pressure vessel steel

Phosphorus is a very common trace element that can segregate at prior austenite grain boundaries and/or carbide/matrix interfaces of low alloy steels at high temperature (e.g., order of 500 °C) and adversely affect the fracture properties. This paper investigates segregation of P during reversible temper embrittlement (96 h at 520 °C) of quenched and fully tempered 2.25Cr-1Mo steel by Auger electron spectroscopy and describes the segregation mechanism. This paper also describes the effect of P segregation on fracture resistance and fracture mode of unembrittled steels, respectively, by fracture toughness testing over a temperature range of −196 °C to 20 °C and fractography in scanning electron microscopes. During temper embrittlement phosphorus segregation has been attributed due to the mechanism of “carbide rejection”. This segregation caused a reduction in fracture toughness values of the quenched and tempered steels at all test temperatures and an increase in the transition temperature. Phosphorus segregation also changed the brittle fracture micromechanism of quenched and fully tempered samples from one of transgranular cleavage to a mixed mode of fracture (transgranular cleavage and intergranular decohesion). The micromechanism of fracture at temperatures from the upper shelf, however, remained almost unchanged.     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

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针对管线钢L245钢在太钢炼钢二厂北区3号宽板坯铸机生产时铸坯角部经常出现横裂纹,造成其热轧后卷板边部存在裂纹缺陷,利用Gleeble-3800型热/力学模拟试验机对管线钢L245钢进行了高温面塑率及高温强度的测试,并用扫描电镜对测试试样断口形貌进行观察.从试验结果分析认为:管线钢1245钢的化学成分设计决定其对裂纹的敏感性,由于第Ⅲ区脆性温度区间的高温面塑率低导致其在连铸过程铸坯冷却或受力不均衡情况下铸坯角部裂纹的发生.为要避免铸坯角部横裂纹的产生,在连铸坯矫直时,其角部温度应避开第Ⅲ区脆性温度区间.