瓦楞辊辊齿开裂原因分析与工艺改进

采用直读光谱仪、显微硬度机、光学显微镜、氮氢氧联合测定仪、扫描电子显微镜等分析手段,对开裂瓦楞辊辊齿的开裂原因进行了分析,结果表明,瓦楞辊辊齿为氢致延迟开裂。基体较高的氢含量、较高的碳含量和回火马氏体组织均使氢致裂纹扩展行为升高,在磨削应力、镀层应力以及磨削热应力的共同作用下瓦楞辊辊齿表面产生了开裂。本文还深入分析和讨论了磨削裂纹和氢脆开裂之间的关系,认为磨削裂纹的本质符合氢脆开裂机理。     

减速机锥齿轮轴开裂失效分析

减速机锥齿轮轴使用后出现抱死、开裂现象,通过断口分析、能谱分析、金相检查、硬度测试以及氢含量测定,对其开裂原因进行了分析。发现锥齿轮轴的开裂原因是在残余应力作用下,氢脆延迟脆性开裂,并据此提出了消除氢脆的方法及改进措施。     

齿轮轴开裂原因分析

齿轮轴放置一段时间后发生开裂。通过宏微观观察、金相组织检查、硬度测试、能谱成分分析以及氢含量测定,对齿轮轴的开裂性质和原因进行分析。结果表明:齿轮轴开裂性质为氢致延迟脆性开裂;齿轮轴开裂与氢含量关系较小;齿轮轴内部存在较大的Al₂O₃?(CaO)_X夹杂缺陷,导致较大的应力集中,这是齿轮轴发生氢致脆性开裂的主要原因。应严格控制齿轮轴原材料的质量,防止类似故障的发生。     

42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^-6。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。     

30CrMnSiA钢沉头螺栓断裂失效分析

某飞机用30CrMnSiA钢沉头螺栓在拆卸过程中发生断裂,同炉批未曾使用的螺栓经磁粉检测也存在裂纹。为查找失效分析原因,通过对断裂件和同炉批开裂的螺栓外观检查、断口宏微观分析、能谱分析、硬度检测、金相分析等方法对断裂和开裂的螺栓进行了分析。结果表明:断裂螺栓和开裂螺栓断裂类型为氢脆,螺栓氢脆断裂主要与抗拉强度和热处理工艺有关,通过改善热处理工艺参数,适当降低螺栓的强度,增加酸洗后的除氢时间降低氢含量,从而避免氢脆发生的可能性。     

50CrVA钢弹簧氢致延迟断裂失效分析

在服役一段时间后发现飞机舱门的50CrVA钢弹簧在螺纹处发生断裂失效,分别对断裂弹簧的断口形貌、显微组织、硬度、氢含量和化学成分进行了测试与分析。结果表明,弹簧发生失效的原因是氢致延迟断裂,断口裂纹源区为沿晶开裂,晶粒表面存在典型氢脆断口的微观形貌特征。调查制造工艺流程发现,该弹簧首次镀镉后镀层存在缺陷,在未除氢的情况下退除镀层并重新电镀,致使基体引入了更多的氢,加上弹簧装配时螺纹处承受了偏斜载荷,促使弹簧在服役过程中加速断裂。对50CrVA弹簧钢进行工艺验证试验,复现了氢致延迟断裂的失效模式。     

飞机起落架固定螺栓氢脆断裂研究

飞机起落架一固定螺栓发现裂纹,经断口宏观观察、微观观察、金相检查、硬度检测及H含量测定,综合分析确定该型螺栓的断裂性质,并分析断裂失效的原因。研究结果表明,螺栓的断裂性质为氢脆断裂,其修理过程中发生塑性变形产生局部应力集中,电镀前未除应力是氢脆断裂诱因,并导致最终断裂。建议该型螺栓修理时应严控表面处理过程,严格执行除应力措施,从而降低该型螺栓发生氢脆断裂的可能性。     

18CrNiMo7-6钢齿轮热处理后开裂失效分析

一批在生产加工后进行了淬火和低温回火的齿轮在库房存放过程中发生开裂。通过超声波探伤、金相检验、化学成分分析、硬度测试、断口形貌观察、端淬试验和补充热处理等手段,对齿轮开裂原因进行了分析。结果表明,开裂齿轮强度高导致氢脆敏感性高,在次表面产生氢致延迟裂纹是引起齿轮快速脆性开裂的直接原因。开裂齿轮淬硬性和淬透性过高,超出了BS EN 10084-2008对18CrNiMo7-6+HH钢淬透性要求,是齿轮开裂的根本原因;通过调整淬火介质,降低淬火时高温区冷速,从而降低淬回火后齿轮的强度和硬度,可有效避免开裂。     

螺栓断裂原因分析

某螺栓材料牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)，螺栓经淬回火热处理工艺表面涂镀锌处理，在设备上安装并施加紧固应力，次年装船投入海洋环境使用，两年半后检查发现螺栓断裂。对断裂螺栓材料的力学性能、显微组织和硬度、断口形貌及化学成分进行了分析和检验。结果表明：螺栓表面涂层氢含量偏高，以及材料强度高、氢脆敏感性大是导致螺栓发生氢脆断裂的主要原因。服役过程中，紧固应力作用于螺纹段表面，导致螺栓表面涂层中的氢逐渐向附近的螺纹根部扩散并富集，局部氢含量达到氢致开裂的临界浓度后，导致螺栓发生氢脆断裂。     

某型高强度螺栓断裂失效分析

为了能确定某海上设备使用的35CrMnSiA高强度螺栓的断裂原因,对断裂的螺栓进行外观检查,断口宏观、微观分析,氢含量检测,金相组织检查及硬度检测等试验.在理化试验的基础上,运用微观断裂机理对螺栓的断裂原因进行分析,得出结论:其断裂失效性质为由应力,氢和腐蚀共同作用引起的氢致开裂型应力腐蚀断裂.其中,引起螺栓断裂的氢来自外界腐蚀环境.提出改善螺栓的加工工艺和使用无氢脆的涂覆层来提高螺栓的抗腐蚀断裂能力.     

螺旋压缩弹簧断裂分析

材料为50CrVA钢的弹簧在疲劳试验时发生批次性断裂,对断裂弹簧的断口进行宏、微观观察和能谱分析,对弹簧的组织进行检查,并测试其硬度,结合弹簧的制造工序,对裂纹的形成原因进行综合分析。结果表明:弹簧的断裂性质为镉致脆性断裂,镉脆发生在除氢工序,裂纹起源于镀镉过程中产生的凹坑处,弹簧镉脆断裂与除氢过程中的超温及喷丸与总检工序中防锈不当而产生的锈蚀有关。通过加强防锈处理及温度控制可以预防弹簧镉脆失效。     

17-4PH钢涡轮轴端面缺陷检验诊断与工艺改进

17-4PH钢涡轮轴经固溶时效处理、机械加工成型和镀硬铬工艺后的磁粉探伤检测时发现其端面有荧光磁粉显示存在缺陷,采用化学成分分析、显微组织和断口形貌观察、硬度和残余应力测试、磁粉探伤检测等方法,结合工艺生产过程的排查结果,对缺陷性质及产生原因进行了诊断,通过工艺试验研究确定工艺改进方案。结果表明,17-4PH钢涡轮轴端面荧光磁粉显示的缺陷是微裂纹,该裂纹是在镀铬工序中产生的氢脆裂纹。涡轮轴硬度偏高,残余应力偏大是产生氢脆裂纹的主要原因。采用430 ℃保温1 h的欠时效处理工艺方案可以适当的降低17-4PH钢涡轮轴的硬度和残余应力,避免其端面氢脆裂纹的产生。     

汽车转向节断裂分析

转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。汽车行驶1万多km后转向节发生断裂。通过宏微观观察、金相组织检查、硬度测试、化学成分分析及H含量测定，对转向节的断裂性质和原因进行分析。结果表明:转向节断裂性质为氢致脆性断裂；转向节断裂主要与淬火层硬度偏高和深度偏大有关，淬火层硬度约HRC 57.0，且整个截面都已淬透，硬度和深度均明显超出技术要求（HRC 45~52，2~3 mm），淬火层硬度偏高和深度偏大，致使氢脆敏感性增加，最终导致转向节发生氢致脆性断裂。调整淬火工艺，控制淬火层硬度和深度，可以防止此类故障的发生。     

螺栓断裂原因分析

某螺栓材料牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH),螺栓经淬回火热处理工艺表面涂镀锌处理,在设备上安装并施加紧固应力,次年装船投入海洋环境使用,两年半后检查发现螺栓断裂.对断裂螺栓材料的力学性能、显微组织和硬度、断口形貌及化学成分进行了分析和检验.结果表明:螺栓表面涂层氢含量偏高,以及材料强度高、氢脆敏感性大是...     

螺柱断裂分析及机制探讨

通过断口宏微观形貌观察、能谱分析、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、带状组织评级等手段,对螺柱断裂原因进行分析。结果表明:螺柱的断裂性质为氢脆断裂;起裂部位为螺柱中心位置,此处硬度远高于其他部位;能谱分析和金相组织检查发现裂纹起始处存在严重的碳偏析和合金元素偏析,这是造成螺柱在心部发生氢脆断裂的根本原因。     

自制螺栓表面裂纹成因分析

某自制工艺螺栓在调质处理后发现大量裂纹,零件热处理前只经过简单车削加工。综合运用宏观观察、化学成分分析、金相组织检查、硬度测试等方法对裂纹产生原因进行分析。结果表明：螺栓表面裂纹为原材料缺陷,原材料存在严重的塑性夹杂和明显的带状组织缺陷,在应力作用下裂纹在此形核并扩展。通过对30C rMnS iA的脱碳模拟试验进一步表明,螺栓裂纹形成于材料轧制工艺过程。     

某化工厂管道输气用不锈钢法兰漏气裂纹分析

某材质为0Cr18Ni9不锈钢法兰在巡检时发现有气体泄露现象,着色探伤发现在焊接附近存在较多周向裂纹.通过宏观与微观形貌、显微组织、化学成分、硬度测试等方法,对法兰裂纹形成原因进行分析.结果表明,法兰开裂为沿晶型应力腐蚀开裂,与焊接敏化效应无明显直接相关性.裂纹形成主要原因为法兰选材以及热加工工艺不合理导致材料应力腐蚀...