电力机车连接螺栓断裂分析

采用宏观观察、金相检验、成分分析、力学性能检测及断口分析对断裂的连接螺栓进行分析。结果表明:螺栓呈现脆性断裂特征,裂纹源位于螺杆与六角头过渡处,源区微观特征为沿晶+准解理,晶面上存在孔洞及撕裂棱,具有氢脆断裂的特征,并且在螺杆与六角头过渡处存在过度腐蚀的特征;螺栓断裂的主要原因为酸洗过度导致过多的H渗入基体内,在扭转应力和拉伸应力共同作用下,发生氢致延迟断裂。     

35VB钢高强螺栓断裂失效分析

某风电机组用35VB钢高强螺栓发生断裂失效。应用直读光谱仪、拉伸试验机、冲击试验机、洛氏硬度计、金相显微镜、扫描电子显微镜等分析测试手段,对其进行了宏观形貌、化学成分、拉伸性能、冲击性能、楔负载、硬度、夹杂物、脱碳、微观组织等研究,分析了35VB钢高强螺栓断裂失效的原因,提出了预防和改进措施。结果表明:35VB钢高强螺栓断裂失效是该批次螺栓在制造过程中热处理工艺控制不当。此外,螺纹牙底存在半脱碳层,亦是螺栓的薄弱环节。     

某核电厂海水过滤器转子连接螺栓的失效原因

为弄清核电厂海水过滤器转子连接螺栓发生断裂失效的原因,采用体视显微镜、扫描电镜和能谱仪观察螺栓断口形貌,分析腐蚀产物成分。利用Marc有限元软件分别模拟了剪切载荷和轴向拉伸载荷作用下螺栓中的应力分布,并讨论了螺栓的失效机理。结果表明:距离法兰支撑面最近的第一扣螺纹牙承受的载荷最大;在径向交变剪切载荷和轴向拉伸载荷的长期作用下,螺纹根部的微裂纹沿弧切线方向扩展,最终导致疲劳断裂。     

钢结构桥梁的失效高强螺栓腐蚀产物特性研究

目的 研究在重庆湿润气候环境腐蚀条件下,朝天门大桥断裂高强螺栓的腐蚀特性及其影响因素.方法 根据朝天门大桥2013—2018年发现的81颗脱落断裂的高强螺栓在桥梁不同位置、时间发生脱落断裂的时空及类型分布统计分析结果,选取具有代表性的6个样品.同时,开展模拟重庆市湿润气候环境下高强螺栓的腐蚀试验,采用Q8直读光谱仪、扫描电镜、EDS、XRD等,对失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的化学组成、微观形貌进行分析,探讨高强螺栓失效与环境腐蚀之间的关系.结果 断裂失效螺栓断口表面、全新螺栓表面及芯部的化学成分分析结果表明,断裂失效螺栓和全新螺栓芯部的元素均为Fe、C、Mn、Si,元素分布均匀,而失效高强螺栓断口表面及模拟腐蚀环境下的高强螺栓表面腐蚀产物的元素种类较多,主要为铁和氧元素.失效高强螺栓及模拟腐蚀环境下的高强螺栓的表面腐蚀产物EDS能谱分析结果表明,腐蚀产物中有S、Cl、Al、Si、K等元素的存在,XRD物相分析结果显示,存在大量的Fe、Mn、Si等元素的氧化物及硫化铁.结论 高强螺栓的断裂失效与大气腐蚀(酸雨)、工业尘埃、道路扬尘等环境污染有关.     

7A04-T6铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀行为及其对拉伸性能的影响

采用激光共聚焦显微镜研究了7A04-T6铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀形貌随时间的演变;对浸泡试样进行了失重计算和拉伸性能测试,并观察了拉伸断口形貌。结果表明,在初始两周,金属化合物周围的沟逐渐加深并向四周扩展,这是失重的主要原因,此时腐蚀对拉伸性能影响较小;随后,腐蚀产物在金属表面的沉积,腐蚀面积的增加以及暴露出来的金属化合物粒子数量的增多导致腐蚀失重速度加快;金属间化合物周围的沟连在一起并向基体深入,造成拉伸试样颈缩现象弱化,延伸率下降。     

7003-T5铝合金TIG焊接接头组织与性能研究

通过慢应变速率拉伸试验,常温拉伸以及显微硬度试验,扫描电镜观察等对7003-T5铝合金TIG焊接的母材和焊缝的抗应力腐蚀性能、力学性能以及微观组织进行对比研究。结果表明:当慢应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,基材的应力腐蚀因子为2.73%,焊接样为9.89%,焊缝的应力腐蚀较基材敏感。焊接件样品的拉伸强度、伸长率、硬度、导电率均出现了下降,焊接样品慢应变速率腐蚀拉伸断口存在花泥状腐蚀产物。焊接接头剥落腐蚀测试评级为PA级。     

浅析风电叶片高强度螺栓的选材与热处理工艺

风电叶片连接螺栓的服役工况在风电紧固件中最为典型。为保证叶片连接螺栓寿命达到风电主机服役寿命,从原材料选择与热处理工艺涉及的关键性能展开分析,查找影响风电叶片连接高强度螺栓的各项重要性能指标。研究结果对风电紧固件的材料选用和热处理工艺制定具有指导意义。     

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为：螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。     

35CrMo钢螺栓断裂原因分析

35Cr Mo钢螺栓在使用中发生断裂。为了揭示螺栓断裂的原因,对断裂的螺栓进行了化学成分分析、显微组织检验和力学性能测定。结果表明,螺栓的化学成分、显微组织、氢含量以及夹杂物含量均符合要求,拉伸性能偏低。由断裂螺栓的断口分析发现,大部分螺栓都存在疲劳裂纹,疲劳裂纹均起源于螺纹根部,裂纹端部应力集中是螺栓发生断裂的原因,与偏低的拉伸性能无关。此外,螺纹根部的机加工缺陷也是裂纹源,在周期应力的作用下导致螺栓疲劳断裂。     

14Cr17Ni2钢制螺栓的断裂原因分析

利用光学显微镜、扫描电镜分别观察了14Cr17Ni2钢制断裂螺栓的显微组织和断口形貌。同时,采用常规拉伸和慢应变速率拉伸试验分别对断裂螺栓的常规力学性能和氢脆敏感性进行了检测和评价。结合有限元分析,对14Cr17Ni2钢制螺栓发生断裂的原因和机理进行了探讨和分析。结果表明,14Cr17Ni2钢制螺栓的断口特征属于沿晶+穿晶准解理脆性断口,慢应变速率拉伸试验结果显示14Cr17Ni2钢制断裂螺栓存在氢致延迟断裂风险,14Cr17Ni2钢制螺栓在使用工况下发生阴极析氢型应力腐蚀现象,钢中氢含量较高。断裂螺栓基体中氢含量及有限元模拟结果侧面阐释了14Cr17Ni2钢制螺栓发生氢致延迟断裂的根本原因。     

35CrMoA钢风电高强螺栓热处理工艺研究

通过对35CrMoA钢热处理工艺、组织和力学性能的研究,优化了风电高强螺栓热处理工艺参数,很好地满足了风电高强螺栓性能要求,为以后此类材料零件毛坯的热处理提供了技术支持。     

局部腐蚀对不同热处理状态7055铝合金拉伸性能的影响

通过室温拉伸、金相显微镜、扫描电镜和透射电镜研究晶间和剥落腐蚀对T6态、RRA态和T73态7055铝合金板材拉伸性能的影响。结果表明:腐蚀后板材的强度和伸长率均降低,但伸长率的降低程度比强度的降低程度更大;剥落腐蚀后的性能降低程度大于晶间腐蚀后的;腐蚀后,RRA态板材的强度最高,T73板材的伸长率最高;剥落腐蚀后的T6态板材拉伸时发生脆性断裂;T6态板材腐蚀后拉伸性能的降低程度最大,RRA态的其次,T73态的最小;板材腐蚀后,表层产生大量腐蚀缺口和沿晶微裂纹,增大拉伸过程的裂纹源数量,降低拉伸性能;晶界上第二相粒子的尺寸、分布状态影响板材腐蚀后的损伤程度,进而影响拉伸性能的下降程度。     

具有阴极电泳涂层AM50镁合金与钢接触电偶腐蚀

研究了AM50裸镁合金及在裸镁合金上进行阴极电泳处理、硅烷预处理再阴极电泳处理3种不同样件与Q235钢螺栓连接在5%NaC1水溶液中浸泡的腐蚀规律,仔细观察对比3种不同表面状态的镁合金在不同时间浸泡后的表面腐蚀情况,测定各自的腐蚀速率,对腐蚀后的区域进行微观分析,并用腐蚀模型对其腐蚀的行为规律进行了解释.结果表明:镁合金可以通过阴极电泳处理获得耐蚀防护涂层,硅烷预处理可以进一步提高电泳膜层与基体的附着力,从而大大提高镁合金与钢螺栓接触的耐电偶腐蚀性;AM50镁合金与Q235钢螺栓接触电偶腐蚀的影响区面积不随腐蚀时间的延长而增大,其电偶腐蚀速度沿纵深方向(与螺栓接触方向)比横向的均匀腐蚀速度快.     

超临界电站锅炉磨煤机加载架高强螺栓断裂分析

某超临界电站锅炉磨煤机在运行过程中,发生了磨煤机磨辊与加载架高强连接螺栓的断裂失效。利用形貌分析、化学成分分析、力学性能检测、显微组织检测及断口分析等试验方法对断裂的高强螺栓进行了试验分析。结果表明,高强螺栓在加工过程中的热加工和热处理工艺不恰当,致使螺栓组织中存在粗大网状铁素体和魏氏组织,使得螺栓的强度不合格;同时,螺栓表面存在严重的全脱碳层,使得螺栓的疲劳性能不足。在磨辊运行过程中产生的循环冲击载荷作用下,在螺杆与六角头过渡的变截面部位形成较大的应力集中,当应力超过螺栓表层全脱碳层的疲劳极限而形成裂纹,并在循环载荷作用下以疲劳的方式扩展,直至整体断裂。     

低频电磁铸造Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织与性能

采用拉伸性能及电导率测试、透射电镜观察、低应变拉伸试验等手段 ,研究了不同时效工艺对低频电磁铸造Al Zn Mg Cu合金组织和性能的影响。发现合金的T6态峰值时效制度为 12 0℃× 4 8h ,T6处理可使合金强度达到峰值 ,但抗应力腐蚀性能差 ;T73处理后合金强度下降了 5 %～ 6 % ,抗应力腐蚀性能大幅度提高 ;而RRA时效 (回归再时效 )处理基本保持了T6态的强度 ,且抗应力腐蚀性能接近T73态。微观组织分析表明 ,不同时效制度下合金性能的差异主要是由晶内和晶界析出相的大小、形貌及其分布状态决定的。T73和RRA时效处理改善了合金晶界特性 ,有助于阻止氢脆、减缓晶界阳极溶解速度 ,提高合金的抗应力腐蚀能力     

某无人机螺旋桨联接螺栓断裂失效的多学科分析与改进

某型无人机在试飞试验中螺旋桨的4根30Cr Mn Si A联接螺栓发生早期断裂失效故障。综合材料失效分析、表面完整性分析、断裂强度分析、结构动力学分析、载荷-时间历史分析、螺纹联接设计分析和螺纹加工工艺分析的多学科分析方法,确定了造成接螺栓早期断裂失效的多重因素。结果表明,除4号螺栓外,其余3根螺栓均属于疲劳断裂失效。造成疲劳断裂的主要原因如下:该无人机海运中联接螺栓未进行腐蚀防护,导致螺栓遭受了海洋大气环境腐蚀,加上较大的螺栓预紧力,螺纹根部产生了腐蚀剥落和应力腐蚀损伤,大幅降低了螺栓的抗疲劳性能;试飞时发动机工作转速与螺旋桨的1节径3阶模态固有频率吻合,致使螺旋桨产生了共振,从而使联接螺栓遭受了共振疲劳载荷作用。在此基础上提出抗疲劳建议:在储运和使用中对螺栓进行腐蚀防护;避免发动机长时间工作在共振转速附近;应采用滚压加工螺纹以提高螺栓的疲劳强度;调整螺旋桨盘螺栓孔的位置,降低螺栓工作载荷;将螺钉联接设计改为螺栓联接设计,以避免铝合金内螺纹变形;适当减小螺栓预紧扭矩,以降低疲劳载荷的平均应力水平。     

E690平台用钢耐海洋大气腐蚀模拟

用周浸加速腐蚀试验、力学性能试验并结合扫描电镜、能谱分析以及透射电镜等方法对比研究了2种满足E690要求的低碳贝氏体钢(3种热处理方式)在模拟海洋大气环境中(0.5 wt%NaCl水溶液)的耐腐蚀性能和拉伸性能的变化。结果表明,在腐蚀初期晶粒越小越容易被腐蚀,成膜更快,有利于锈层的形成;Cu的析出会加速钢的初期腐蚀,在腐蚀后期形成致密锈层后这种影响变小。3种实验钢的腐蚀产物相组成差别不大,但锈层致密程度存在差异,并且锈层越致密,对应的钢的腐蚀速率越低。在试验环境中腐蚀对2种试验钢和3种处理方式的力学性能影响较小,说明没有产生严重的局部腐蚀。     

L80油管钢实际腐蚀状况评估及室内电化学和应力腐蚀研究

重点关注了吉林油田中更换的L80油套管的腐蚀行为,通过SEM和体式显微镜对其表面形貌和腐蚀产物进行了分析,同时采用电化学测试和慢应变速率拉伸实验对模拟油井采出液环境中试样的电化学性能和应力腐蚀开裂风险进行了评估。结果表明,在吉林油田服役一段时间后,L80套管钢的外壁腐蚀比较轻微,主要以均匀腐蚀为主,仅有少量的腐蚀产物在表面附着;而L80套管的内壁腐蚀程度相对严重,有一层致密的腐蚀产物覆盖在基体表面,且在产物膜下出现了一定程度的局部腐蚀和点蚀坑,伴随着一些细小的微裂纹。室内研究表明,服役环境中的水分增加、CO_2和H_2S的产生均能加速其电化学过程,从而加速L80钢在油田采出液中的腐蚀。然而,这些因素对其应力腐蚀敏感性影响较小。L80钢在模拟油田采出水环境中具有较好的耐应力腐蚀开裂性能,说明其作为油井中的油套管材料具有较小的应力腐蚀开裂风险。     

固溶处理对ZK60镁合金生物腐蚀性能的影响

对ZK60镁合金进行不同温度固溶处理,采用浸泡腐蚀、电化学测量研究了固溶处理后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。利用OM(金相观察)与SEM(扫描电镜)对合金组织、腐蚀产物和腐蚀形貌进行观察,并使用EDS对腐蚀产物成分进行分析。结果表明,经固溶处理后,铸态合金中第二相逐步溶解,降低了合金基体与第二相的电位差,使合金电偶腐蚀和局部腐蚀的倾向减弱,耐腐蚀性能提高。经330℃固溶处理后的ZK60合金,腐蚀速率为2.573mm/a,腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为0.205mA/cm~2和-1.504V,生物耐腐蚀性能理想。     

喷砂对激光选区熔化AlSi10Mg合金片螺栓连接件性能影响

采用喷砂工艺对激光熔化成形AlSi10Mg合金片螺栓连接件进行表面处理,对比观察试件喷砂处理前后的表面状态,并从静力拉伸和疲劳性能两个方面研究喷砂对AlSi10Mg合金片螺栓连接件的影响。试验结果表明,喷砂处理提升了激光熔化成形AlSi10Mg合金试件表面的粗糙度,且喷砂处理可以有效改善激光熔化成形AlSi10Mg合金试件的疲劳性能,降低疲劳寿命的分散程度。