钛合金BT9非比例载荷低周疲劳断口显微分析

在室温下对钛合金BT9比例及非比例载荷下的低用疲劳试验后,利用扫描电镜及透射电镜对材料的疲劳变形结构进行观测.结果表明:在比例载荷条件下,疲劳断口扩展区微现形貌为等轴韧窝,随着应变强度的增加,断口韧窝密度增加,韧窝变深;在非比例载荷条件下,断口扩展区的微现形貌为准解理断裂和解理断裂.随着非比例载荷程度(相位角)的增大,断口的形貌由微孔聚集型断裂向解理断裂方向发展.     

叶片疲劳应力幅的断口特征形貌判断

归纳总结了叶片疲劳断口的特征形貌。宏观疲劳断口的特征形貌主要有宏观疲劳源或疲劳源区的疲劳沟线、疲劳扩展距离、疲劳断口的粗糙度,微观疲劳断口的待征形貌主要有微观疲劳条带间隔、二次疲劳裂纹和韧窝形貌等。然后讨论了通过疲劳断口特征形貌的定性分析或定量分析诊断疲劳应力幅大小的可能性和值得注意的问题。     

10CrNiMo结构钢悬臂弯曲加载低周疲劳表面裂纹的扩展特性

通过COD位移规控制悬臂弯曲加载试样表面裂纹前缘的应变,采用逐级递增应变的试验方法,研究了10CrNiMo结构钢的低周疲劳表面裂纹的扩展特性,并用扫描电镜对断口形貌进行了观察。结果表明:表面裂纹扩展速率与裂纹前缘总应变范围之间满足良好的幂律关系;裂纹源附近出现轮胎花样,裂纹扩展初期挤压严重,扩展中期发现较多的二次裂纹,扩展后期疲劳辉纹清晰可见,最后断裂区具有典型的韧窝;裂纹按照锐化-钝化机制扩展,最后断裂模式为韧性断裂。     

合金韧窝断口微观形貌的扫描白光干涉三维检测重构及Motif表征

针对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的表面特征,运用扫描白光干涉法检测微观形貌.系统采用Linnik结构,并通过空间频域分析算法重建断口表面三维形貌,试验中扫描行程达120μm,纵向检测精度优于5 nm,频域分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力.研究韧窝断口的三维Motif表征方法,提出包含深度、长度、宽度、面积、方向角和各向异性率等6参数的定义,以及基于面积和深度阈值的合并算法.考虑到韧窝三维形态的各向异性,对基于纵横比的表面微观粗糙度定义进行修正.采用3D-Motif法对试验获得的断口三维形貌进行表面纹理分割,提取韧窝个体特征参数和统计数据,其中测得断口表面微观粗糙度为0.15～0.70,从而为定量化研究材料的断裂机理提供客观依据.     

汽车链链板的抗疲劳断裂性能研究

链板是汽车链元件疲劳断裂的薄弱环节,利用扫描电镜,微观分析了国产汽车链链板元件的断口形貌,研究了汽车链链板的断裂机制,探讨了从材料选择、加工工艺、强化处理等角度有效延缓链板疲劳断裂的措施。分析结果表明,汽车链的链板断口呈典型的韧窝断口,其断裂机制属于拉伸疲劳断裂;汽车链链板材料宜选用疲劳强度和抗拉强度均较高的中碳钢、弹簧钢或中碳合金钢,优先采用冲裁+挤孔工艺,并进行整链预拉强化等,是改善链板元件抗疲劳断裂失效的有效途径。     

柴油机机油泵主动轴断裂失效分析

本文利用ＡＳＭ－ＳＸ扫描电镜及ＴＮ－５５００能谱仪等现代测试手段，对１３５系列柴油机机油泵主动轴断裂失效进行了宏观和微观分析。分析结果表明，该轴为疲劳断裂。从宏观断口观察分析，断口特征不典型，属于低周疲劳断裂；从微观组织特征观察分析，断口上可见韧窝及疲劳条纹，属于韧性疲劳断裂；从使用寿命判断，属于早期疲劳失效。引起该思早期疲劳失效的原因：一晃机械加工时，键槽底部为一圆弧形直，加工粗糙形成应力集中；     

高速圆柱滚子轴承保持架断裂原因分析

针对某高速电动机用圆柱滚子轴承运行2×105km后大量保持架出现疲劳断裂的现象,分析了保持架工作应力特性和共振频率,通过试验验证了保持架断裂的主要原因是结构设计不符合圆柱滚子轴承高速运转工况,导致轴承高速运转时产生应力集中,使保持架疲劳断裂。     

风电机组叶片螺栓断裂原因分析

某风电场在定期检查扭矩维护时,发现叶片的部分螺栓有断裂情况。它的断口起始于螺纹牙底,边缘可见明显的轮辐状态台阶,内部可见明显的贝壳花样,且微观形貌存在螺栓疲劳所导致的辉纹。经检测,断裂表面硬度偏高但表面未发现增碳现象。观察断口之处的特点,推测表面硬度增加是因为工艺喷丸处理引起的,并不是断裂的根本原因。分析断口形貌可知,螺栓承受交变载荷次数较高且载荷较小,属于高周低应力疲劳。螺纹牙底为应力集中部位,疲劳裂纹在交变载荷下不断扩展,最终导致螺栓失稳断裂。基于此,着重研究风电机组叶片螺栓断裂的原因。     

2E12-T3铝合金蒙皮环向对接结构的疲劳性能

通过有限元仿真确定蒙皮环向对接结构的疲劳危险部位,计算得到2024-T3铝合金对接结构的理论细节疲劳额定值(DFR).对2E12-T3铝合金蒙皮环向对接结构进行疲劳试验,分析了疲劳断裂位置和断口形貌,计算得到该对接结构的试验DFR,并与2024-T3铝合金对接结构的理论DFR进行对比分析.结果表明:蒙皮环向对接结构试样均在蒙皮端部钉孔处发生疲劳破坏,与有限元分析得到的结构薄弱部位一致;裂纹起源于蒙皮与带板贴合面且与加载方向垂直的蒙皮孔壁上,裂纹扩展区存在疲劳条带和少数韧窝,瞬断区存在韧窝及空洞;2E12-T3铝合金对接结构的DFR相比于2024-T3铝合金对接结构提升约13.9％.     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

某型液压马达轴承保持架断裂故障分析与改进

该文针对某型液压马达轴承保持架断裂故障,通过检查故障轴承发现轴承保持架存在偏铆等现象,确定轴承保持架为疲劳断裂;然后以保持架断裂作为顶事件建立故障树,并进行了逐一分析排查,找出导致轴承保持架断裂的直接原因为制造缺陷,并针对原因提出用实体保持架替代原冲浪型保持架的改进方案,通过试验考核验证,该方案可以有效解决轴承保持架断裂的故障。     

用扫描白光干涉术检测合金韧窝断口微观三维形貌

运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测.系统采用Linnik干涉结构,并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌.实验中扫描行程达120 μm,纵向检测精度优于5 nm,余弦傅里叶分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力,韧窝断口微观形貌的三维重建效果理想....     

加氢装置热电偶套管断裂失效分析

采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析等手段,对某石化公司加氢装置的热电偶套管断裂进行了失效分析。结果表明,热电偶套管断裂的原因是低应力高周疲劳断裂,而硫元素含量超标和高温高压水蒸气均加速了疲劳断裂的进程。     

芳烃装置热电偶保护套管断裂分析及应对措施

通过对保护套管断裂处的宏观及低倍形貌分析、金相显微组织分析、电镜MES微观形貌分析等手段,对芳烃装置的热电偶套管断裂进行失效分析,确认保护套管断裂性质为双向弯曲疲劳断裂。热电偶保护套管根部为应力集中处,首先产生疲劳裂纹,随着疲劳裂纹不断扩展,最终造成热电偶保护套管断裂失效,并针对此情况给出应对措施。     

发动机曲轴耐久实验断裂失效分析

通过对某汽车公司发动机耐久实验断裂的曲轴进行化学成分、硬度、金相组织、夹杂物、宏观及微观形貌的综合分析,结果表明:该曲轴的断裂是由起源于第一连杆轴颈与曲柄交界处的淬火裂纹引起的弯曲疲劳断裂,裂纹沿轴颈交界处呈周向扩展,扩展区存在明显的疲劳辉纹。     

超高压脉冲阀螺栓断裂失效原因分析

针对超高压聚乙烯装置脉冲阀螺栓发生断裂的情况,采用断口宏观分析、微观形貌分析、能谱分析、化学成分分析、金相检验及力学性能测试等方法分析了螺栓断裂的原因。结果表明:断口形貌表现为腐蚀疲劳的特征,疲劳裂纹的起源为弱酸性含Cl介质造成的螺纹根部腐蚀凹坑,腐蚀凹坑的存在使应力进一步集中,在交变载荷作用下产生了腐蚀疲劳断裂。     

高速球轴承保持架疲劳断裂原因分析

计算分析了高速球轴承保持架内部的工作应力分布与特性,对保持架疲劳断裂的原因进行了初步探索,为保持架疲劳强度设计提供了依据。     

地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属的低温冲击韧性

对地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属进行了低温冲击试验,分析了焊缝金属的显微组织和化学成分对其低温冲击韧性的影响,并通过断口形貌观察分析了其断裂机制。结果表明:焊缝金属的显微组织包括先共析铁素体(PF)、侧板条铁素体(FSP)、细晶铁素体(FGF)以及针状铁素体(AF)等;大量的AF使其具有良好的低温冲击韧性;焊缝金属中含有硅、锰、镍等元素,促进了AF的生成并细化了晶粒;焊缝金属的韧脆转变温度为-42.70℃;-20~0℃时焊缝金属的断口形貌以韧窝为主,断裂方式为韧性断裂,断裂机理为微孔聚集型;-40℃时焊缝金属的断口形貌为韧窝和解理面相交织,断裂方式为韧-脆混合断裂;-60℃时焊缝金属的断口形貌已经完全变成解理断口,断口分布着河流状花样和解理台阶,为典型的脆性断裂。     

铝合金焊接接头的低温断裂性能COD研究

为研究2A14T6铝合金焊接接头(焊缝/熔合线/热影响区/母材)的低温(77 K/4.2 K)断裂韧度,文中采用三点弯曲法,通过自主研制的低温位移传感器及力学测试系统,得到重要的低温裂纹张开位移(crack-tip opening displacement,COD)性能参数,并结合断口的微观结构具体分析形貌与断裂韧度的关系.研究结果表明,该测试系统能有效测量材料的低温裂纹张开位移参数δ;低温下断裂韧度为热影响区>母材>熔合线>焊缝;对低温断口的微观形貌观察显示,韧窝大而深的微观结构对应低温抵抗裂纹开裂能力强、韧性好.     

汽车冷却装置护板断裂的原因

汽车冷却装置护板在固定螺母位置处发生断裂,应用显微组织分析、断口形貌观察、化学成分检测等方法对断裂原因进行了分析。结果表明:护板发生了疲劳断裂;断口上存在两个疲劳裂纹源,分别位于护板内表面与螺母的焊缝熔合区和外表面焊接热影响区,在交变载荷的作用下裂纹扩展导致护板断裂;焊接缺陷是导致疲劳开裂的主要原因。