304L(D)双牌号不锈钢的点腐蚀行为研究

304L(D)双牌号不锈钢产品的制造不可避免焊接过程,焊接接头也是最容易出现失效的位置,而现今304L(D)双牌号不锈钢的性能及使用在国内外均没有系统的研究及相应的标准。采用失重法结合腐蚀SEM形貌观察及蚀坑内部元素EDS谱,从腐蚀速率与化学成分方面分析了304L(D)双牌号不锈钢母材及焊缝的耐点腐蚀性能。结果显示:焊缝处耐点蚀性能最优而母材最次。所得腐蚀数据可以作为今后制定304L(D)双牌号不锈钢使用条件的参考。     

层状结构TiAl合金钎焊组织及性能

目的揭示层状结构Ti Al合金薄板采用钎料Ti-Zr-Cu-Ni时,在钎焊过程中的扩散行为,以及钎焊后的组织和力学性能。方法对焊缝及周边区域进行电子扫描(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD),明确钎焊过程中的扩散行为以及钎焊接头组织;对钎焊后的层状Ti Al合金进行剪切试验和纳米压痕试验,评价焊缝的力学性能。结果采用Ti-Zr-Cu-Ni钎箔钎焊Ti Al合金板材,Al元素为主要扩散元素,从母材向焊缝进行扩散,在Ti Al合金与钎料界面处生成Ti_3Al金属化合物,在焊缝处生成(Ti,Zr)_2(Cu,Ni)(s,s),Ti_2(Cu,Ni)(s,s),(Ti,Zr)_2Ni(s,s)和α-Ti。焊后接头的剪切强度为252 MPa,裂纹在母材处生成,穿过焊缝扩展到另一侧母材区域发生断裂,焊缝区硬度值高于母材,为12.8 GPa。结论选用Ti-Zr-Cu-Ni钎料在930℃下进行钎焊,能够获得质量良好的接头。     

轮胎钢圈开裂失效分析

某公司生产的轮胎钢圈在安装服役15d左右后出现批量开裂现象,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及断口分析等方法对轮胎钢圈的开裂原因进行了分析。结果表明:该批轮胎钢圈失效为早期疲劳开裂;轮胎钢圈轮辋侧焊缝熔合线处存在机加工刀痕,产生缺口应力集中,加之裂源处焊缝熔深不足降低了其疲劳性能,加速了疲劳裂纹的萌生和扩展,最终导致轮胎钢圈早期疲劳开裂。     

多层焊接不锈钢波纹管开裂失效分析

针对某电厂多层焊接不锈钢波纹管发生开裂的情况,采用宏观观察、能谱分析、金相检验、显微硬度测试等方法,分析了波纹管开裂的原因。结果表明:波纹管的失效形式为疲劳开裂,失效原因为纵焊缝余高超标,加大了该部位的塑性变形和硬化程度,降低了抗疲劳性能,柴油机运行中波纹管的振动诱发了疲劳开裂。     

消化-澄清器开裂分析

某304L奥氏体不锈钢消化-澄清器在试运行不久后即出现筒体开裂,发生泄漏事故。采用金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对开裂部位进行了分析。结果表明:消化-澄清器筒体开裂是由于蒸汽接管的振动,使器壁承受弯曲交变载荷;在交变载荷的作用下,消化-澄清器内、外壁萌生疲劳裂纹,疲劳裂纹不断扩展最终导致消化-澄清器发生疲劳开裂。     

滑油散热器进油管嘴裂纹分析

某直升机用主减速器滑油散热器装机使用一段时间后,在进油管嘴与散热器焊接处出现渗油,检查发现该处存在裂纹。通过断口宏、微观形貌观察以及焊缝截面金相检验,确定了进油管嘴的开裂性质和开裂原因。结果表明:主减速器滑油散热器进油管嘴的裂纹性质为高周疲劳裂纹,管嘴开裂与其结构设计不合理有关;通过减小管嘴长度和增加端盖厚度,可以有效地避免进油管嘴的开裂失效。     

321不锈钢焊接波纹管失效分析

应用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等手段对321不锈钢焊接波纹管表面腐蚀物的化学成分、焊缝区域的显微组织、腐蚀裂纹的形态特征等方面进行检验和分析。结果表明，波纹管局部电镀端内壁腐蚀导致漏气失效，即加工应力、焊接残余应力与含Cl^-或含Cl^-和溶解氧的腐蚀性介质的联合作用使波纹管局部电镀端产生了点蚀和应力腐蚀开裂；退火工艺设计的不合理和钎焊工艺控制不恰当使焊缝热影响区敏化而出现了晶间腐蚀。据此提出了降低和避免321不锈钢焊接波纹管因腐蚀而漏气的措施。     

染缸热交换器焊缝开裂原因分析

某纺织公司染缸热交换器在检修过程中发现焊缝及筒体附近母材出现裂纹。通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验和氯离子检测等方法对热交换器焊缝开裂的原因进行了分析。结果表明:该热交换器焊缝及筒体附近母材的开裂模式为应力腐蚀开裂。由于蒸汽冷凝水中氯离子质量浓度过高,在焊接残余应力和工作应力的共同作用下,焊缝发生应力腐蚀开裂。     

2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效分析

采用宏观分析、硬度检测、化学成分分析、断口分析以及金相检验等方法,对某2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效原因进行了分析。结果表明:滑块座螺纹孔螺牙部位经过电加工产生了白亮色的变质层,该变质层脆性较大,易于产生微裂纹及剥落成为疲劳裂纹源,在螺栓弹簧推动的交变应力作用下裂纹沿螺纹孔四周呈同心圆弧线向外推进和延伸,从而导致滑块座端面开裂剥落失效;同时滑块座基体组织中带状及网状碳化物分布严重,降低了材料强度,加快了滑块座疲劳开裂剥落失效的进程。     

汽车定子盘开裂原因分析

某汽车制动系统定子盘使用不到六个月即在焊接热影响区部位发生开裂,采用金相检验、化学成分分析、硬度测试及断口分析等方法对该定子盘开裂的原因进行了分析。结果表明:引起开裂的主要原因是焊接区域及母材应力集中严重,加上焊缝与母材熔合不良,定子盘在使用过程中承受扭力,最终造成了疲劳开裂。     

加工硬化对304不锈钢应力腐蚀裂纹裂尖力学性能的影响

压力管道中应力腐蚀开裂(SCC)是奥氏体不锈钢的主要失效形式之一,同时冷加工变形对材料的力学性能和裂纹的萌生及扩展会产生一定影响。本工作首先利用疲劳拉伸机获取304不锈钢不同冷加工硬化下的材料本构参数,同时利用有限元仿真软件ABAQUS建立了SCC裂纹裂尖宏观分析模型及子模型,研究不同加工硬化下304奥氏体不锈钢材料的SCC裂纹裂尖应力应变、J积分及裂纹扩展速率的影响。结果表明,材料在20%冷加工率变形内,随着材料加工硬化程度的增加,SCC裂纹裂尖Mises应力、J积分逐渐增大,裂纹裂尖应变(PEEQ)减小,一定程度加工硬化会促进和加速304不锈钢发生应力腐蚀开裂。     

304不锈钢消音蜂窝钎焊工艺、组织及力学性能分析

采用镍基BNi2钎料钎焊制备了304不锈钢消音蜂窝,对蜂窝芯体与面板钎焊界面组织和蜂窝的力学性能进行了分析和测试,并研究了钎焊热循环次数对钎焊界面组织和蜂窝拉伸力学性能的影响,为实际工程应用确定未焊合缺陷补焊次数提供了依据。液态钎料的毛细作用使钎料沿蜂窝芯箔材表面铺展并与箔材发生显著的元素扩散反应,蜂窝芯与面板之间的钎缝由Ni、Cr、Si等互溶而成的Ni基固溶体组织组成,未生成脆性共晶组织或金属间化合物。钎料中的B和Si元素显著扩散于面板材料中,形成钎料-面板反应区,因B元素的沿晶界快速扩散效应,面板侧组织呈现晶界元素渗入特征。随着钎焊次数增加,钎料对母材的溶解和晶界渗透增加,钎焊界面组织发生显著变化。制备的304不锈钢消音蜂窝拉脱强度为7.21MPa,呈现板/芯界面附近蜂窝芯破坏特点,多次钎焊时蜂窝拉脱强度呈下降趋势。制备的304不锈钢消音蜂窝平压、侧压和弯曲力学性能测试过程均经历弹性变形、塑性变形和失稳三个阶段,强度值分别为5.67MPa、33.85MPa和105.87MPa,平压和弯曲失效模型为蜂窝失稳,侧压破坏除蜂窝失稳外,发生穿孔面板与蜂窝芯体剥离的现象。鉴于多次钎焊热循环对蜂窝拉脱强度的不利影响,建议304不锈钢蜂窝钎焊缺陷的最大补焊次数为一次。     

航空发动机不锈钢导管用铜基钎料

一、前言 航空喷气发动机的燃油、滑油、氧气用各种导管,广泛采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造,其联接方法大部分采用HL-4(仿苏-500)钎料进行钎焊。但由于该钎料的熔化温度偏高(1122～1166℃),引起基体金属晶粒长大,并使导管产生表面熔蚀等缺陷,致使导管工作时断     

两种铝/钢组合（1060/Q235和1060/SUS304）的搅拌摩擦钎焊组织与性能对比研究

目的研究搅拌摩擦钎焊对强度高、去膜难的不锈钢基板的机械去膜能力以及添加钎料的必要性。方法对1060/Q235和1060/SUS304两种组合,采用大直径(40 mm)的无针搅拌头,对比有无钎料情况下的接头组织与性能,研究搅拌摩擦钎焊的去膜机制以及钎料对界面组织与性能的影响。结果搅拌摩擦钎焊后的1060/Q235和1060/SUS304两种组合,分别形成13μm与5μm厚的IMC层;Al/Q235组合仅在中心区域未出现裂纹,但在边缘的前进侧与后退侧分别出现了长达12mm与9mm的平行于界面的裂纹;虽然Al/SUS304组合界面IMC厚度薄,但出现平行于界面裂纹(整个宽度范围内)和垂直于界面的裂纹。结论搅拌摩擦钎焊借助大轴肩对两种组合都具有优良的机械去膜能力;Zn钎料的添加可进一步加速IMC的生长,Al/SUS304组合对热应力更敏感,应采用低拘束与低热输入方案。     

304不锈钢弯头开裂失效分析

某公司304不锈钢弯头在使用5a(年)后出现周向裂纹而失效,通过宏观观察、金相检验、扫描电镜分析、化学成分分析、力学性能试验和晶间腐蚀试验等方法,对弯头失效原因进行了分析。结果表明:该304不锈钢弯头裂纹为应力腐蚀形成的沿晶裂纹。弯头暴露在空气中并附着有长期因雨水、盐分产生的弱腐蚀介质,再加上管道输送的氧气对管壁外表面产生的拉应力以及弯头材料本身抗晶间腐蚀性差,最终弯头发生开裂失效。     

服役条件下螺旋焊接管线钢疲劳裂纹扩展机理分析

对服役条件下螺旋焊接管线钢裂纹扩展机理进行了分析,通过试验测定了两种母材区和两种焊缝区的疲劳裂纹扩展速率,通过扫描电子显微镜分析了螺旋焊接管线钢中裂纹扩展速率不同的原因。结果表明:焊缝疲劳裂纹扩展速率快于母材中的疲劳裂纹扩展速率;焊缝组织中分布着许多孔洞和表面裂纹,导致组织疏松,使焊缝金属的韧性降低,从而使管线钢承载能力降低,在循环波动载荷下易发生螺旋焊缝疲劳断裂失效。     

DN50不锈钢波纹软管开裂失效分析

通过宏观检验、扫描电镜观察以及X射线能谱分析等手段,对某304奥氏体不锈钢DN50波纹软管开裂原因进行了分析。结果表明:软管开裂是由于腐蚀疲劳所致,软管的管壁内、外表面在腐蚀介质和外界应力的综合作用下产生沿晶微裂纹和蜂窝状腐蚀形貌,并受到交变应力作用,因而发生双向多源疲劳开裂失效。     

316L奥氏体不锈钢碱液储罐开裂原因

某核电站316L奥氏体不锈钢碱液储罐发生了泄漏,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试及残余应力分析等方法对该储罐开裂原因进行了分析。结果表明：储罐内壁焊缝两侧出现与焊缝平行的环向裂纹和垂直的轴向裂纹,前者主要受焊接残余拉应力作用,后者主要受冷加工残余拉应力作用,两类裂纹均为碱致应力腐蚀开裂。     

不锈钢弯头的失效原因分析

某化工厂中变废锅出口管0Cr18Ni9不锈钢弯头发生泄漏。为查明其失效原因,对泄漏部位内外进行表面检测,发现在焊缝附近出现了大量裂纹。在该区域取样进行化学成分、硬度、金相组织、断口形貌和腐蚀产物分析,确定了弯头产生裂纹的原因是存在组织应力、焊接残余应力以及内部介质中的Cl-共同作用下,发生了沿晶型应力腐蚀开裂。     

钎焊温度对纯Fe真空钎焊接头组织及硬度的影响

采用BNi-7+9%Cu复合钎料对纯Fe进行真空钎焊,研究不同钎焊温度对焊接接头的影响。运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析及显微硬度分析对焊接接头进行研究。结果表明,接头主要由等温凝固区、非等温凝固区和扩散影响区组成。等温凝固区为富Cr、Fe的γ(Ni,Cu)固溶体,非等温凝固区由γ(Ni)+Ni-P共晶组织和Ni-Cr-P金属间化合物组成。当钎焊温度为940℃时,由于扩散影响区部分液体凝固缓慢,形成许多大的空洞,焊缝中心的显微硬度为870MPa;当钎焊温度为960℃时,焊缝和母材得到很好结合,焊缝中心的显微硬度为800MPa;当钎焊温度为980℃时,由于Fe与Ni原子的扩散速度不同,在扩散影响区形成了柯肯达尔孔洞,焊缝中心的显微硬度为760MPa。