15CrMnMoVA钢Φ610mm电渣锭锻造表面裂纹及工艺改进

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了15CrMnMoVA钢Φ610 mm钢锭锻造开坯过程中圆坯料表面裂纹产生的根本原因。结果表明：钢锭在锻造加热前,锭的中上部附近已经存在微小裂纹;锻造开坯前,钢锭在加热炉中长时间处于加热均温阶段,微小裂纹附近严重脱碳及富Cu相析出的综合作用恶化了钢锭在开坯过程中钢锭表面的热塑性;Φ610 mm钢锭开坯过程中钢锭中上部附近出现了明显的横向热裂纹,裂纹两侧附近脱碳严重,并且在热裂纹附近的晶界上出现了液膜状富Cu相。通过降低母电极中的Cu含量及延长电极在电渣重熔后的炉冷时间,有效地消除了Φ610 mm钢锭在锻造开坯过程中圆坯料的表面裂纹,提高了成品棒材的表面质量。     

含铜耐候钢热轧开裂现象分析

通过微观形貌观察及EPMA面扫描对钢中元素分布情况的观察分析,对热轧含铜耐候钢开裂部位进行了研究。对Mn、S在热轧含铜钢及氧化皮中的分布特征进行了初步讨论,对比分析了富Cu相在热轧和未轧制含铜钢中不同的富集特征,提出了热轧含Cu耐候钢裂纹开裂的三种模式,在热轧应力的作用下,钢晶界氧化、晶界处钢的内氧化与富Cu相在裂纹中的富集都会促使钢进一步发生较严重的开裂。     

镍基耐蚀合金Hastelloy C-276锻造开裂原因分析

耐蚀合金Hastelloy C-276锻造过程中出现开裂,对其开裂原因进行了分析,并研究了均质化处理对其组织的影响以提高锻造成材率。结果表明,Hastelloy C-276合金铸态组织中存在大量μ析出相,是导致锻造开裂的主要原因。通过提高均质化加热温度和延长保温时间,可减轻枝晶偏析,经1170 ℃保温10 h空冷后,偏析几乎全部消失,锻造良好。     

新型含Cu管线钢的抗氢致开裂性能

对比研究了传统X80管线钢和新型含Cu管线钢的氢致开裂敏感性。结果表明,传统X80管线钢抗氢致开裂性能不佳,氢致裂纹主要沿着马氏体/奥氏体(M/A)岛与基体界面扩展;而不同Cu含量的新型管线钢具有优异的抗氢致开裂性能,表现为氢致开裂实验后无裂纹出现。分析认为,含Cu管线钢中的纳米尺寸富Cu相提供了捕获H的有利陷阱,这种均匀弥散析出的细小富Cu相为H的分布提供了众多位置,有助于避免在局部区域产生很高的H富集而发生微观区域氢脆。纳米尺寸富Cu相作为有利氢陷阱为研发高强度兼具优异抗氢致开裂性能的新型管线钢提供了新思路。     

利用APT研究铁素体时效钢中富Cu相和碳化物的偏析行为

铁素体时效钢样品经过880℃水淬、660℃调质处理,然后400℃时效4000 h后,利用三维原子探针层析技术(APT)研究了时效钢中晶界和基体中富Cu析出相和碳化物的偏析行为。结果表明:分析区域中Mn、Ni、Mo、C和Cu元素更容易在晶界处偏聚,形成富Cu团簇和碳化物,晶界处的纳米富Cu相为短棒状,其尺寸大小约为6 nm,团簇中的Cu原子含量为40at%。基体中的纳米团簇近似为球状,其尺寸和团簇中的Cu原子的数量密度都比晶界处小。在晶界处析出的富Cu团簇在碳化物之间,形成一种"夹层结构"。此外,富Cu团簇内部有Mn和Ni原子的偏聚,促进富Cu相的析出。     

汽车前轴用40Cr钢锻件开裂失效分析

利用化学成分、显微组织以及硬度分析等方法,对汽车前轴用40Cr钢锻件的开裂原因进行了分析。结果表明:裂纹位于锻件的R角处,为淬火裂纹;锻件R角处的元素偏析造成淬透性显著高于周围其它位置,锻造过程中产生了表面缺陷,使得淬火时马氏体相变产生的体积内应力超过了材料的强度,造成了淬火裂纹的产生;通过增大R角半径、控制原材料的成分偏析以及调整锻造工艺等措施,能够减小汽车前轴用40Cr钢锻件热处理后淬火开裂的风险。     

阀箱开裂原因分析

某公司生产的阀箱,在试压过程中发生开裂,为确定阀箱开裂原因,对开裂阀箱材料的力学性能、显微组织、裂纹及断口形貌进行了分析和检验。结果表明,阀箱材料中存在严重的枝晶偏析,在偏析严重的区域存在锻造裂纹缺陷,缺陷附近发生氢致延迟开裂,最终在测试水压的作用下,裂纹失稳扩展导致阀箱发生开裂。针对开裂原因,提出了改进工艺的建议。     

热连轧机齿轮轴断裂分析

用断口、化学成分、硬度、金相检验和力学性能分析方法,对850 mm中宽带钢热连轧机17Cr2Ni2Mo钢齿轮轴的断裂原因进行分析.结果表明,非金属夹杂物含量较多,锻造比不够,带状组织及成分偏析,粗大马氏体及脆性相三次渗碳体沿晶界析出,轴心部硬度太低等缺陷是导致齿轮轴开裂的主要原因.     

高韧性不锈钢FV520(B)的析出硬化行为研究

研究了350、420、470、520、560、600、630℃时效温度下沉淀硬化不锈钢FV520(B)的TEM组织、硬度和示波冲击韧度。结果表明:时效过程中,FV520(B)钢主要以富铜相-εCu析出为主。硬度在420℃时效出现峰值,而韧性最差,主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,富铜相逐步脱溶长大,基体再结晶,硬化程度逐步降低。FV520(B)钢的韧性主要决定于冲击裂纹扩展功。时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响。     

NiMnCo触媒合金热轧开裂分析

对NiMnCo触媒合金加工过程中存在的热轧开裂问题作了研究。结果表明 :NiMnCo合金的热轧开裂为晶间断裂 ,裂纹沿晶界扩展。造成合金热塑性降低的原因是溶质 (杂质 )原子在晶界的偏析以及第二相夹杂物的存在。通过原材料处理及强化合金熔炼工艺可消除热轧裂纹的产生。     

Cu对S32205双相不锈钢管生产的影响

通过对S32205双相不锈钢穿孔开裂样品分析,确定了在相同的穿孔工艺条件下,铁素体含量越少,穿孔开裂比例越大,应用归纳的方法,确认了S32205的热加工性能与残余元素Cu元素有关。随着Cu含量的增加,σ相的析出温度保持不变,Cr2N析出温度增加,另外其最佳热塑性点40%A温度也在增加,最佳热塑性区间(40%A-Cr2N相析出)的范围在Cu含量超过0.2%后明显减小。因此,控制S32205双相不锈钢中残余元素Cu的含量,确保其含量在0.2%的范围内,可以得到最优的热加工性能。     

25Cr2NiMo1V中低压转子淬火开裂原因分析

材质为25Cr2NiMo1V的中低压复合转子,在淬火冷却过程中低压侧轴端法兰及轴颈开裂。对断口进行了低倍、高倍、化学及扫描电镜能谱分析,确定了裂纹性质为淬火裂纹,开裂原因是:锻件成分偏析严重,偏析区内边角尖锐脆性较大的析出物引起应力集中,形成裂纹源,在裂纹源周围淬火马氏体基体塑性较差的因素下,裂纹迅速扩展,导致锻件开裂。     

2205双相不锈钢锻造失效分析

针对2205双相不锈钢在实际工业化生产中出现的锻造失效问题进行了研究。采用10 t EAF-AOD双联工艺冶炼2205双相不锈钢,浇注2支4.2 t钢锭。钢锭化学成分合格,表面质量良好,但在锻造开坯过程中,钢锭表面出现大量横向裂纹,导致锻件产品报废。利用金相显微镜、扫描电镜以及能谱分析仪等,对2205双相不锈钢在锻造过程中出现的裂纹缺陷进行金相组织、截面形貌及能谱分析。结果表明:2205双相不锈钢锻造失效主要原因是,锻前加热过程中,在850℃进行了时效处理,析出大量σ脆性相,导致钢的塑韧性急剧下降,受到变形力作用后表面严重开裂;热加工过程中,2205双相不锈钢在600~1000℃温度范围内应快速升温,不宜做时效处理,避免σ相析出,恶化钢的力学性能。     

S对Hastelloy C-4合金凝固偏析及热塑性的影响

采用金相探针法和高温拉伸试验研究S对HasteuoyC-4合金凝固偏析及热塑性的影响。结果表明，随着S含量的增加，导致固液两相区、温度范围和偏析程度明显加大，引起合金的热塑性降低。因此，降低合金S的偏析有利于合金的锻造性能。     

60CrMnMo锻造轧辊脱肩原因分析

通过对60CrMnMo锻造轧辊脱肩样品的一系列分析,明确了其开裂原因。轧辊在生产过程中吊空冷时间长、晶界析出脆性碳化物、冷却速度快、体积变化大、淬火应力大,形成淬火裂纹并造成锻件开裂。     

Cu含量对Ti-Cu合金半固态可锻性及锻造后力学性能的影响（英文）

通过镦锻试验和模锻实验研究了Ti-Cu系合金半固态锻造行为,并对锻材进行了拉伸试验,讨论了Cu含量对半固态可锻性及力学性能的影响。结果表明:1000°C至1150°C半固态锻造较常规锻造具有较小的顶锻压力;其中,1000°C至1050°C间半固态锻造的Ti-Cu系合金均表现出较好的可锻性,在75%的锻造变形量下无明显缺陷。分析认为,Ti-Cu系列合金中含有较多的低熔点Ti_2Cu相,随着半固态温度升高或Cu含量的增加,材料中的液相含量增加,增加的液相含量对变形起到润滑作用,减少了固相变形引起的应力集中,有效地降低了变形抗力,改善了成形性。力学性能研究表明:半固态锻造Ti-Cu系合金较常规锻造合金强度升高,塑性降低。随着Cu含量的升高,合金的强度明显提升,塑性降低。分析认为:力学性能的变化主要是由于Ti_2Cu相析出含量、形态和分布相关,随着Cu含量和半固态温度的升高,更多Ti_2Cu相在晶内和晶界析出,引起析出强化作用,同时,晶界析出的针状Ti_2Cu相形成了偏析带,降低了合金塑形。     

压力容器用钢表面裂纹分析与控制

针对压力容器用钢表面出现星状裂纹现象,通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针对压力容器用钢表面裂纹进行宏观形貌、化学成分、元素偏析、夹杂物分析。结果表明:表面裂纹产生的主要原因是结晶器铜板磨损破裂,导致Cu和Ni溶入钢液,使晶界脆化,产生热脆现象,形成裂纹源。同时,裂纹内部大颗粒高熔点夹杂物的存在,保护渣选择不合适,也是裂纹源形成原因之一。为此,在实际生产中,对连铸工艺进行严格控制,防止此类缺陷产生。     

16MnDR复合板开裂原因浅析

文章通过研究试样的低倍、高倍组织及能谱分析结果表明16Mn DR复合板中存在较多硫化物、氮化物夹杂及未能轧合的显微疏松。基体板材存在放射网状细小裂纹,且基体板材内含有较多硫化物及大颗粒铌的碳氮化物夹杂;板材中心偏析加剧了裂纹的扩展大颗粒的铌的碳氮化物在板材受力变形中成为应力集中点造成板材加工开裂。优化造渣工艺提高钢液纯净度,最大程度降低钢液中硫、磷等元素含量,在连铸坯浇筑过程中采取保护性措施,避免钢液二次氧化,优化连铸工艺减少板材心部偏析,可以有效规避16Mn DR复合板加工开裂。     

富Cu析出强化贝氏体超高强钢的组织特征及强韧化机制

由于传统超高强钢高的碳含量导致其焊接性严重恶化,低碳含量的含Cu超高强钢因具有优异的焊接性而受到广泛关注,在高载荷焊接结构中具有较好的应用前景.为了获得更为优异的强韧性,将铁素体低碳纳米富Cu超高强钢的基体组织优化为板条贝氏体,分析了优化后试验钢的微观组织及纳米富Cu析出相晶体结构的特征,并基于常温拉伸试验及示波冲击试验探究了试验钢的强韧化机制.结果 表明:该板条贝氏体低碳纳米富Cu析出强化超高强钢的强韧性能匹配优异,其屈服强度为1334 MPa,-40℃冲击吸收能量为63.5J.该试验钢贝氏体基体中含有大量1～～5 nm尺寸的B2型富Cu析出相.纳米富Cu相的析出强化是主要强化的机制,对屈服强度的贡献约700 MPa;而且细小的晶粒尺寸(3.11μm)、较高的位错密度(8.2x 1013 m-2)也有效地提高了试验钢的屈服强度,细晶强化和位错强化增量分别约305和215 MPa.试验钢中的贝氏体板条束亚结构对裂纹扩展起到阻碍作用,使其在提高强度的同时仍具有良好的冲击韧性.     

Inconel 690焊材熔敷金属热裂倾向分析

针对ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属拉伸过程中的微观组织演变规律和微裂纹的萌生扩展机制,采用SEM原位拉伸结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析对熔敷金属组织及断裂行为等进行分析.结果表明,ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属组织主要由柱状晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Nb和Mo元素的Laves相(Cr,Fe,Ni)₂(Nb,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成,Laves相的形成主要与凝固过程中Nb和Mo元素的偏析有关,且具有尺寸效应,水平方向Laves相尺寸大于4 μm易发生开裂,断裂机制为枝晶间析出相在切应力作用下本体断裂萌生微裂纹,在轴向拉应力的作用下进一步沿晶界扩展连通至断裂失效,断口呈韧性断裂,碳化物偏析(NbC、TiC)和大尺寸Laves相是晶界裂纹产生的主要原因.