W9Mo3Cr4V轧制Φ2.5mm直钻热处理萘状断口的原因探讨

在淬火过程中发现Ф2.5mm直钻的晶粒度出现异常,有萘状断口,通过实验以及分析认为,钻头在加工过程中满足了萘状断口长大的条件:形变织构、原始晶粒细小、碳化物的强钉扎作用,加热温度高、加热时间长,从而造成晶粒的异常长大。萘状断口晶粒对钻头的韧性构成严重危害,通过改进加热方式和热处理工艺,可以消除萘状断口。     

萘状断口仔晶形成原因及对钻头断裂的影响探讨

生产中发现部分钻头存在萘状断口仔晶,这种晶粒没有完全发育成萘状断口大晶粒形态,本质依然是高速钢的二次再结晶。通过长期的跟踪发现,仔晶对高速钢钻头的韧性造成不利影响,导致产品出现断裂、掰刃现象。通过原材料充分退火,轧制工序适当降低高频频率,热处理工序适当采用较高的预热温度均可以消除这种现象,保证产品质量。     

高速钢预防萘断口的工艺研究

高速钢重复淬火时会产生奥氏体晶粒(A晶粒)的异常长大,结果产生萘断口组织。萘断口是高速钢热处理过程中的缺陷之一,其宏观断口在掠射光照射下,由于各个晶面不同的反光能力而闪烁着晶萘一样的光泽,故被命名为萘断口(也称为鱼鳞状断口)。其微观组织表现为局部或全部晶粒异常粗大。在力学性能方面,其硬度和红硬性与具有正常断口的组织无明显差异,但其脆性很大,冲击、拉伸弯曲、扭转值都比正常断口组织低的多。高速工具钢萘断口主要产生于不进行中间处理情况下的重复淬火;热加工工艺不当;淬火时冷却工艺不当等。目前,除了在重复淬火前进行长时间的高温退火外还没有其它可行的预处理工艺。为此,我们试验了预防萘断口产生的前处理工艺。结果表明,不需进行费时、费能的高温退火而用极简单的一次短时间中间处理工艺就能完全防止在重复淬火时产生的萘状断口。     

消除高速钢萘断口的方法

有些高速鋼在热处理后硬度很正常,但晶粒粗大,断口发亮,似魚鱗狀。这种缺陷叫做萘断口,使韌性、强度显著降低,寿命大大縮短。高速鋼在重行淬火时沒有经过退火。或者退火不完全就会出現萘断口;所以在重行淬火前应該进行良好的退火,以改进材料的內部組織。已經出现了的萘断口用正常的退火法是不能消除的。經驗証明:毛坯直徑小于10～15公厘,在三次淬火后不会得到萘断口。 現在向大家介紹一种消除高速鋼萘断口的方法。这种方法的整个操作过     

轧制加热温度对M2钢钻头淬火金相的影响

研究了高频感应加热温度对M2钢钻头淬火金相的影响。试验表明,加热温度越高,则钻头轧后硬度越高,真空淬火晶粒越粗大。当钻头轧后硬度过高时,盐浴淬火晶粒同样粗大。     

高速钢萘断口问题探讨

正常的高速钢断口呈无光泽的细陶瓷状，淬火过热的断口较粗糙，当奥氏体晶粒非正常长大到毫米级时，钢变得极脆，易产生穿晶解理断裂，其断口因晶粒取向不同而呈现亮暗相间、鱼鳞似的组织，称“鳞状断口”，又称萘状断口，简称萘断口(因为与萘的闪光相似)。     

X80钢焊接热影响区的二次热循环组织脆化

针对X80钢的多道焊接过程,采用热模拟技术研究了不同的二次热循环峰值温度对焊接热影响区粗晶区组织和低温冲击韧性的影响。试验结果表明,经过一次热循环峰温1300℃、二次峰温800℃作用后,晶粒粗大,韧性显著下降,发生严重脆化;而经过二次热循环峰温650,950,1200℃作用,则晶粒细化,获得韧窝状断口形貌。800℃的组织脆化现象与晶粒粗化以及最快沉淀温度附近第二相粒子的大量偏析和聚集有关。     

问题解答

[问]:我们生产指状铣刀(W18Cr4V)时,热处理工艺是:经两次预热后加热,经多次分级,最后在油中冷却(时间稍长)时发现厚薄交界处出现六、七条裂纹,我们看了断口,晶粒很细,大约十级左右。请问开裂原因及如何防止。 (张兴) [答]:因为晶粒很细说明淬火温度不高,没有过热,裂纹可能是由于冷却过程中造成的。由于指状铣刀厚薄差大,温差较大,可能在油中冷却较快而造成的。针对这些原因可采取多次分级淬火后     

大颗粒碳化物对W4Mo3Cr4VSi钻头性能的影响

生产中发现部分W4Mo3Cr4VSi高速钢钻头出现大颗粒碳化物,导致产品的淬火温度大幅度下降。大颗粒碳化物导致材料中碳化物的弥散度和溶解活性大幅度降低。高速钢的耐火程度亦强烈下降,比正常碳化物材料的耐火温度降低20℃以上。耐火温度的剧烈下降导致钻头的硬度和红硬性的明显降低。大颗粒碳化物以及因其造成的晶粒粗大对钻头的韧性构成危害,是导致钻头断裂和掉块的重要原因。     

大颗粒碳化物对W4Mo3Cr4VSi钻头性能的影响

生产中发现部分W4Mo3Cr4VSi高速钢钻头出现大颗粒碳化物,导致产品的淬火温度大幅度下降。大颗粒碳化物导致材料中碳化物的弥散度和溶解活性大幅度降低。高速钢的耐火程度亦强烈下降,比正常碳化物材料的耐火温度降低20℃以上。耐火温度的剧烈下降导致钻头的硬度和红硬性的明显降低。大颗粒碳化物以及因其造成的晶粒粗大对钻头的韧性构成危害,是导致钻头断裂和掉块的重要原因。     

焊接热循环对U71Mn铁轨钢热影响区粗晶区组织性能的影响

U71Mn铁轨钢为高碳钢,其热影响区的粗晶区是焊接接头的薄弱部位。本文利用焊接热模拟技术、金相显微镜、维氏硬度计、冲击试验机、扫描电镜,研究分析了U71Mn铁轨钢在不同热循环下的热影响区的粗晶区显微组织、显微硬度、冲击韧性和断口形貌。研究结果表明,增加冷却时间t8／5能减少组织中马氏体含量,当t8/5〉100s时,马氏体消失;第2次热循环时,由于热循环峰值温度为1000℃,位于热影响区的细晶区,第2次热循环对第1次热循环产生的粗晶组织有细化作用,能增加硬度,提高韧性。     

Q690C粒状贝氏体钢MAG焊接头中M-A组元的演变及其对热影响区冲击韧度的影响

为了研究Q690C低碳粒状贝氏体钢热影响区M-A组元演变及其对各亚区韧性的影响,采用全自动熔化极活性气体保护焊(Metal active-gas welding, MAG)施焊并在接头各个区域开V型缺口进行冲击试验,分析各亚区韧性与各亚区组织、断口、M-A组元统计结果之间的对应关系。结果表明,焊缝为针状铁素体,断口上韧窝细小密集,呈韧性断裂,虽然M-A组元数量很多,且存在于晶界,但是由于尺寸小,大都为块状,所以对冲击韧度影响不大;熔合区与粗晶区均为上贝氏体,且M-A组元大多以长条状分布于上贝氏体板条束间;其中熔合区的冲击韧度最差,系粗大基体引发的解理断裂;其余各亚区韧性接近母材,无明显恶化,M-A组元多呈较小块状,存在于晶界。由上述结果可知,M-A的分布、尺寸与形态的演变受控于为领先相的基体组织;细小的贝氏体基体及针状铁素体基体可弥补M-A组元对韧性的危害;组织控制仍应以基体组织控制为重点。     

The effect of coarse intermetallic particles on the fracture process in forged 7000 alloys

The effect of coarse intermetallic particles on the fracture process in 7000 alloy forgings was investigated using three alloys with different (Fe + Si) impurity levels. The intermetallic particles were identified by selective etching and energy dispersive spectroscopy analysis conducted on a scanning electron microscope. Their geometrical parameters were estimated by image analysis and then correlated with area fractions of different fracture modes on the broken fracture toughness test specimens. It was found that the dominant fracture mode varies with the (Fe + Si) content. The coarse voiding at large intermetallic particles increases systematically with an increase of the impurity level, which in turn increases the amount and size of particles containing Fe and Si while decreasing their spacing. That the crack nucleation and propagation are accelerated by these particles was revealed by in situ scanning electron microscopy observation of the fracture process.     

核级手动截止阀Ω焊缝凝固缺陷成因研究

采用显微硬度测量、金相和扫描电镜(SEM)观察对不锈钢手动截止阀焊接接头各微区的硬度进行测量;对Ω焊缝、热影响区(HAZ)和母材的显微组织进行观察;对接头的断口形貌进行观测分析。结果表明:接头各区域的硬度分布差异不大,分布较为均匀,而2#试样HAZ的硬度高于1#。Ω焊缝金属柱状晶粗大,晶粒(柱状和胞状晶)的方向性强,晶间存在偏析,焊缝已形成沿晶界开裂。主要原因是:Ω焊缝装配间隙部位在冷却结晶时因液态填充不够,形成缩松、缩孔。在焊接应力/应变场作用下,拉伸应变或应变率超过此时材料的临界塑性和临界应变率时则产生焊接凝固裂纹。     

139.7mm加重钻杆外螺纹接头断裂原因分析

为查明某井139.7 mm加重钻杆外螺纹接头的断裂原因,对断口进行了宏观和微观分析,对材料进行了化学成分分析、力学性能试验和金相分析,并进行了有限元分析等。结果表明:加重钻杆断裂属于腐蚀疲劳断裂;断裂主要原因是加重钻杆接头内径大于标准规定值,降低了加重钻杆外螺纹接头断裂扭矩和抗拉载荷,在疲劳载荷与腐蚀介质作用下,腐蚀疲劳裂纹首先在加重钻杆外螺纹接头危险截面部位螺纹牙底萌生,随后在载荷作用下裂纹不断扩展,进一步降低了接头的强度,最终发生了断裂事故。     

地质钻杆镦头过程中产生裂纹的原因分析与解决方法

钻杆在加工过程中需要对两头进行镦头加厚处理,但经处理后的钻杆头部在后续加工中成批出现裂纹.通过对钻杆材质采用化学成分分析、光学显微镜金相组织检查以及力学性能测试等方法,对出现裂纹的部位进行了分析.结果表明,材料原始组织铁素体和珠光体呈带状分布,导致材料出现各向异性.在镦头过程中,应力在镦头变径处造成集中,超过了材料的抗弯极限,导致其发生脆性开裂,从而出现裂纹.经试验,合理选择加热速度和冷却时间,可以减缓材料带状组织的影响,降低镦头部位出现裂纹.