连铸辊表面堆焊层开裂原因分析

采用化学成分、金相组织和扫描电镜断口分析及显微硬度测定等手段对连铸辊表面堆焊层开裂部位进行了取样分析。结果表明,堆焊工艺制定不当,热影响区的过热区形成高碳粗大马氏体组织及保留了较大的焊接应力,是导致堆焊层开裂的主要原因。并提出了改进措施和建议。     

基于45钢基体梯度堆焊工艺熔合区组织及硬度梯度分析

利用C-Cr-Mo-Ni系焊材1和Cr-Mo-Ni-W-V系焊材2在45钢基体上进行堆焊试验,对比分析了基体+焊材1、基体+焊材2及基体+焊材1+焊材2熔合区组织及硬度梯度分布。结果表明:以45钢为基体进行堆焊时,焊材1比焊材2更有利于组织和硬度的合理过渡,改善靠近熔合区的脱碳及增碳现象,降低热影响区的粗晶脆化程度,有利于防止基体开裂及耐磨层剥落,同时焊材2比焊材1硬度高,能够提高熔敷层的耐磨性;以45钢为基体,焊材1为过渡层,焊材2为耐磨层,能够使基体到耐磨层组织及硬度平稳过渡,改善基体与过渡层的结合性能,提高堆焊模具的表面硬度。     

不锈钢堆焊层稀释率对核电接管安全端试环焊接接头组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、XRD、EPMA和EBSD等手段,分析了2种堆焊工艺制备核电接管安全端试环中309L堆焊层的微观组织及其对焊接接头力学性能的影响。结果表明,不同堆焊工艺制备试环的309L堆焊层组织均为奥氏体和马氏体,但堆焊稀释率决定了马氏体的形态和数量。较低的堆焊稀释率下,堆焊层组织为奥氏体和板条马氏体,而较高的堆焊稀释率会显著提高板条马氏体的数量,当稀释率超过某一临界值后,促进针状马氏体的形成。堆焊稀释率直接影响试环接头的力学性能,较高的堆焊稀释率下,接头经180°侧弯后出现309L堆焊层引起的开裂现象,同时拉伸强度和延伸率显著降低。变形过程中,高的堆焊稀释率下309L堆焊层中形成的针状马氏体与奥氏体之间变形不协调,进而在界面处产生应力集中,易诱发裂纹,导致309L堆焊层成为优先开裂位置,是造成接头力学性能下降的主要原因。     

某核电厂楔形闸板阀阀瓣表面司太立合金堆焊层失效分析

某核电厂在检修中发现一楔形闸板阀阀瓣两侧表面司太立合金堆焊层密封面发生局部的疑似脱落,堆焊层在服役过程中处于一回路含B和Li的高温高压水环境。本文使用扫描电子显微镜分析了表面堆焊层的微观组织结构,观察了疑似脱落区域的表面与截面形貌,使用能谱系统对局部的化学组成进行了分析。结果表明,表面堆焊层主要发生了开裂,仅局部发生轻微脱落,在堆焊层近表面区域中存在明显的尺寸较大的结晶缩孔型焊接缺陷,以及少量的焊接孔洞和夹杂物。分析认为,由于焊接工艺不当,堆焊层凝固收缩时在内部形成了枝晶间结晶缩孔,局部连续分布,在堆焊层的厚度方向近似呈带状分布,内部焊接缺陷在密封面外力挤压作用下在堆焊层表面显现导致其发生开裂。     

轴向压力对X65合金钢摩擦堆焊层组织和磨损性能的影响

为拓宽摩擦堆焊的工程化应用,以X65钢作为耗材和基板材料进行了摩擦堆焊工艺试验研究,在选定最优焊速的基础上,主要讨论了轴向压力与堆焊层组织、显微硬度及磨损性能的影响。试验表明:在转速4 000 r/min、堆焊速度200 mm/min、轴向压力在59.7~104.4 MPa范围下可获得冶金连接与成型良好的摩擦堆焊层。随轴向压力增加,堆焊层宽度增加、但厚度减小;过高轴向压力不能增加摩擦堆焊层的有效体积。摩擦堆焊接头主要由堆焊层、热影响区(HAZ)和母材区域组成,与传统摩擦焊缝细小晶粒组织特征不同,摩擦堆焊层主要为粗大板条和粒状贝氏体混合组织特征。HAZ主要由过热区和相变重结晶区组成,过热区主要为贝氏体组织特征,而重结晶区为细小铁素体晶粒组织特征。轴向压力变化对堆焊层组织粗化倾向和HAZ尺寸有较大影响,但对HAZ的组织形态影响不大。不同轴向压力下的堆焊层平均硬度及抗磨损性能均高于母材,与母材比较堆焊层磨损体积最大可降低33.3%。     

等离子堆焊镍包SiC_p增强钴基覆层的组织分析

为了降低等离子堆焊过程中SiCp的烧损及改善SiCp的湿润性,采用改进的等离子喷焊枪在H13钢表面制备钴基镍包SiCp陶瓷增强复合堆焊层。用XRD对覆层的物相进行了鉴定;用OM和SEM分析了堆焊层组织;用显微硬度计测试了堆焊层的显微硬度。结果表明,堆焊层组织由结合区的胞状晶组织及涂层区的树枝晶以及一些颗粒相组成;堆焊层主要由Cr、Co等元素的硅化物和Cr的碳化物(Cr23C6、Cr7C3)及Co的固溶体组成,并在堆焊层顶层发现有少量的SiCp;显微硬度从表面向基体逐渐降低,呈梯度分布,堆焊层表面平均硬度(HV)可达800。     

核电厂用低合金钢表面耐蚀层堆焊方法组合对热影响区组织的影响

制备了常用焊接方法3种组合下的低合金钢表面不锈钢堆焊层试板:单层带极埋弧堆焊、双层带极埋弧堆焊以及单层带极埋弧堆焊+焊条电弧焊堆焊,并分析了3种组合下低合金钢热影响区的金相组织。结果表明:单层带极埋弧堆焊和单层带极埋弧堆焊+焊条电弧焊堆焊2种组合下低合金钢热影响区存在明显粗晶区,双层带极埋弧堆焊后低合金钢热影响区粗晶区明显被细化。     

管端内防腐堆焊层显微组织分析

本文介绍了钢制管道焊口内壁防腐堆焊层微观组织分析方案,通过对防腐堆焊层、熔合区及母材一侧的微观组织进行分析和硬度分布测定,得出钢制管道焊口内堆焊防腐技术应用于管道焊口内壁防腐补口课题的可行性结论。     

5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。     

信息动态

制备了常用焊接方法3种组合下的低合金钢表面不锈钢堆焊层试板:单层带极埋弧堆焊、双层带极埋弧堆焊以及单层带极埋弧堆焊+焊条电弧焊堆焊,并分析了3种组合下低合金钢热影响区的金相组织.结果表明:单层带极埋弧堆焊和单层带极埋弧堆焊+焊条电弧焊堆焊2种组合下低合金钢热影响区存在明显粗晶区,双层带极埋弧堆焊后低合金钢热影响区粗晶区明显被细化.     

大厚板高强钢补焊横向裂纹试验及产生机理

大厚板高强钢构件补焊易产生横向冷裂纹,为了探究其补焊横向裂纹的产生原因,设计了一种小窗口两端加强约束裂纹试验方法来模拟现场施工情况,预制出补焊的横向裂纹.通过金相观察和微观硬度测.试结果表明,在补焊区域出现较大横向裂纹,裂纹面与焊接方向呈45°,这主要是由于氢含量过高和拘束应力过大而引起的氢致裂纹,并在补焊底部熔合区出...     

S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为拘束效应

S690高强钢由于其良好的综合力学性能广泛用于海洋平台中. 海洋平台结构易产生腐蚀疲劳失效,海水腐蚀、循环载荷和结构本身的拘束水平对裂纹扩展有重要的影响. 通过空气中和海水环境中的S690高强钢疲劳裂纹扩展试验,结合显微断口分析,研究了拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明,在阳极溶解和氢致开裂的共同作用下,海水环境对S690高强钢疲劳裂纹扩展具有明显的加速作用. 同时随着裂纹的不断扩展,拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹的影响不断增加,且裂纹扩展速率与裂纹扩展前后的拘束水平增量和结构本身的拘束水平均密切相关.     

发动机燃油供油导管断裂失效分析

某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障.对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析.结果表明,两根导管的断裂性质相同,均为起始应力较大的高周疲劳断裂,疲劳裂纹起始于U形导管内侧或外侧的焊缝部位.U形导管装配应力大是导致导管疲劳裂纹早期萌生的主要原因,高压燃油冲击和脉动引起的弯曲应力对裂纹的萌生也有一定的影响,导管焊缝处存在的焊接缺陷对裂纹的萌生具有促进作用.     

显微组织对TB17钛合金高周疲劳性能的影响

对比研究了TB17钛合金3种典型组织形态(双态组织、网篮组织和片层组织)对其高周疲劳性能的影响,并分析了高周疲劳断口形貌。结果表明：双态组织特征的TB17钛合金具有最高的强塑性匹配水平,但其疲劳寿命与应力呈双线性关系,疲劳性能并不稳定;网篮组织的强塑性稍差,但具有最高的疲劳强度和疲劳比;片层组织的疲劳强度比网篮组织略低,但其疲劳比和拉伸塑性最差。高周疲劳加载应力处于低应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样内部、单源萌生,而处于高应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样表面、多源萌生。网篮组织存在更多的二次裂纹,且疲劳条带更为清晰密集,裂纹扩展路径更曲折,在扩展时消耗的能量更多。     

高性能耐火耐候建筑用钢自动埋弧焊焊评试验中的裂纹分析

利用光学显微镜、电子探针和透射电镜对武钢研制成功的高性能耐火耐候建筑用钢WGJ510C2在工业性自动埋弧焊(SAW)焊接工艺评定试验中所产生的裂纹进行了讨论和分析。结果表明，焊缝金属的裂纹为结晶裂纹，它们起始于外焊区，而存在于预焊区的裂纹为扩展裂纹；裂纹侧的枝晶组织比无裂纹侧要粗大，裂纹侧有较多的网状先共析铁素体，而无裂纹侧仅有少量的网状先共析铁素体；裂缝断口形貌为沿晶断口，在外焊区及外焊与预焊交界的部位均存在二次沿晶裂纹，外焊区为粗大的柱状晶区，其表面有强烈的高温氧化特征，在外焊和预焊的等轴晶区，没有发生明显的氧化。WGJ510C2钢在自动埋弧焊焊评试验中所产生的裂纹均在焊缝金属中，与母材没有明显的相关性。     

高锰钢铸件裂纹产生的原因及预防措施

根据高锰钢生产的实践经验。提出了高锰钢铸件在铸造生产过程中裂纹产生的机理及受大冲击载荷高锰钢铸件在使用过程中裂纹产生发展的机理。认为铸件在使用过程中的非正常失效的原因主要是由于铸件内部存在着显微裂纹、碳化物孔洞、晶界上的磷共晶、非金属夹杂物、缩孔、缩松等缺陷造成。从铸件的结构设计、化学成分的选取、冶炼、洗注、造型、清理及热处理各个环节中根据高锰钢的特点，制订出合理的工艺并严格执行而获得优质的铸件。通过采取细化晶粒、强化脱氧、脱磷来预防铸件产生裂纹。生产实践证明：以上措施是消除或减小高锰钢铸件裂纹的有效手段。     

某电厂汽轮机20Cr1Mo1VNbTiB钢汽门螺栓开裂失效分析

针对某电厂汽轮机用20Cr1Mo1VNbTiB钢高压调速汽门螺栓和中压联合汽门螺栓开裂原因进行了失效分析.分析结果表明:两螺栓样品的化学成分及硬度均符合相关标准要求.两螺栓样品的显微组织局部存在混晶现象,且组织中存在大量大块硬脆的第二相—MC相.组织中大块的硬脆MC相可以作为裂纹形核点,会增加裂纹萌生几率,加速材料裂纹...     

2A12-T4铝合金搅拌摩擦焊多区域疲劳裂纹扩展行为

疲劳裂纹扩展速率是材料内在组织性能的宏观外在表现,显微组织和残余应力对宏观疲劳裂纹的扩展有显著的影响.文中研究了2A12-T4铝合金搅拌摩擦焊不同区域的疲劳裂纹扩展速率.结果表明,在焊缝区域,由于搅拌针强烈的机械和焊接热作用,材料组织发生变化,并伴有残余应力的产生,导致不同区域裂纹的扩展速率存在明显差异.在低应力强度因...     

脉冲放电裂纹止裂处的热处理研究

对含有裂纹的金属构件进行脉冲放电止裂时，裂纹尖端由于电流的绕流热集中效应，在瞬间使裂尖熔化形成焊口。由于裂尖附近超快速加热和冷却，金属材料完成了一次超高速冲击淬火。采用数值模拟计算了脉冲放电超快速加热时裂纹尖端温度、温度梯度场；通过脉冲放电止裂试验研究了裂尖超高速淬火全过程。通过对止裂后裂尖的金相组织观察和微观机理分析发现；超细化的条状马氏体、极少量残留奥氏体和细颗粒碳化物的出现明显提高了裂纹尖端的硬度、韧性和耐磨性。