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针对耐磨钢NM400成品板拉伸变形后试样表面出现开裂现象,利用金相显微镜、扫描电镜等手段对试样断口、表面裂纹及其组织进行观察分析。结果表明:NM400拉伸过程中试样表面裂纹是由沿晶开裂的微裂纹引起的,可能形成于轧制结束后钢板在冷床上冷却和切割两个工序。沿晶界分布的夹杂物弱化了晶界,在内应力的作用下,晶界夹杂物充当了裂纹源。形成的裂纹在后续淬火加热过程中出现高温氧化和轻微脱碳特征。     

划伤690TT合金在高温含氧水中应力腐蚀裂纹萌生的研究

利用划伤技术研究了690TT合金在325 ℃高温含氧硼锂水中的裂纹萌生和生长情况。试样表面和截面显微分析的结果表明,划伤沟槽底部局部萌生了典型的沿晶应力腐蚀裂纹。由于应力集中,在慢速率拉伸阶段划伤沟槽底部产生了机械裂纹,而机械裂纹成为恒载过程中690TT合金沿晶应力腐蚀裂纹萌生和生长的先导。尖端非常接近晶界或者沿着晶界的机械裂纹可继续形成沿晶应力腐蚀裂纹。690TT合金在恒载荷条件下对应力腐蚀开裂仍有一定的敏感性。     

取向差对SRR99双晶高温合金拉伸性能的影响

通过对具有不同取向差的SRR99双晶高温合金试样进行室温拉伸实验,系统比较了取向差对试样拉伸行为、表面形貌、断裂方式和断口形貌的影响.结果表明:取向差为4°的晶界对双晶的拉伸性能几乎没有影响;当取向差达到10°时,晶界的作用开始明显显现;而取向差为16°和18°的晶界对双晶的力学性能影响最大.扫描电镜观察发现:滑移易于贯穿4°取向差晶界,最后沿滑移带开裂,断口呈明显的滑移特征;取向差为10°的双晶在滑移带撞击下,裂纹沿滑移带和晶界同时扩展,最后率先沿滑移带失稳断裂,断口上除有滑移特征,还呈现枝晶间开裂特征;而取向差为16°和18°的双晶,在屈服初期便萌生晶界裂纹,最后沿晶界快速发生断裂,断口枝晶间开裂特征明显.     

核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂研究

采用2 MeV质子束在360℃对国产核用304不锈钢试样进行了辐照实验,利用高温高压水环境的慢应变速率拉伸实验(SSRT)和SEM、EBSD、TEM等研究了核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)机理。结果表明,慢应变速率拉伸过程中辐照促进材料晶界和表面滑移台阶处形成应变集中,且其程度随辐照剂量增加而增加。滑移台阶穿过或终止于晶界,终止于晶界的台阶造成晶界处产生不连续滑移,易将位错传输到晶界,在晶界区域形成位错塞积和残余应变集中。而台阶不连续滑移的形成则受毗邻晶粒的Schmidt因子对的类型影响。另一方面,辐照促进晶界发生贫Cr富Ni元素偏析,其偏析程度随辐照剂量增加而增加。SSRT实验后辐照试样表面发生明显的沿晶应力腐蚀开裂,且裂纹数量随辐照剂量和外加应变增加而增加。同时,裂纹尖端区域发生明显晶界腐蚀,且氧化物宽度和长度随辐照剂量增加而增加。分析认为,辐照致晶界应变集中和元素偏析的协同作用造成材料变形行为和晶界腐蚀行为变化是IASCC发生的关键因素。     

A1-Li合金的拉伸断裂过程研究

以2090 Ce合金为研究对象，对不同时效时间的室温拉伸断口进行了半定量分析，探讨了拉伸性能对断裂特征的响应关系，重点分析合金分层裂纹的形成过程。研究表明：2090 Ce合金的断裂方式以韧窝、分层开裂和沿亚晶界开裂3种为主，随时效时间的延长，韧窝、分层开裂逐渐减少，沿亚晶界开裂比例逐渐加大：分层开裂程度与时效程度有密切关系：分层开裂过程与试样内部受力状态、晶界状态有密切关系。分层最先发生在试样中心，随后在二分之一、四分之一……处反复发生，最终将试样分割成一系列平行的薄板。时效后期由于亚晶界的弱化，使裂纹倾向沿亚晶界扩展，从而抑制分层开裂的发生，同时导致合金强度，尤其是塑性的下降。     

GH2132合金的焊接裂纹分析

GH2132板材焊接时出现焊缝开裂,为寻找开裂原因,解决开裂问题,对焊缝取样,利用光学显微镜和扫描电镜观察焊缝组织;对试样做拉伸实验,利用扫描电镜分析拉伸断口。结果表明,焊缝组织晶界上存在大量的富Ti、Mo的低熔点相,组织中有较多的生长孪晶。焊缝组织层错能较低,焊后冷却速度大,热应力大。焊缝断口上存在3类区域,分别为未熔合区、晶界开裂区以及韧性断裂区。晶界低熔点相的大量密集分布以及焊后较大的热应力共同导致了晶界沿析出相开裂。焊缝中同时存在未熔合区导致的内部孔洞和晶界低熔点相导致的结晶裂纹。     

耐磨钢NM400冷弯开裂分析

厚度为20 mm的NM400钢板在冷弯过程中开裂。从冷弯工艺参数、材料拉伸性能、显微组织及夹杂物类型、尺寸分布对NM400钢板开裂原因进行了分析。结果表明:NM400钢板冷弯开裂主要由钢板中微米级TiN夹杂物引起。冷弯变形过程中,夹杂物与基体界面处应力集中,导致微裂纹在界面处形核并扩展,最终导致冷弯断裂。通过降低N含量至4×10^-5以下,耐磨钢NM400冷弯过程中无裂纹产生。     

铅对划伤690合金应力腐蚀行为的影响

采用扫描电镜(SEM),背散射电子衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)研究了划伤690合金在330℃含铅碱溶液和高纯水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:划伤过程使690合金局部产生严重变形区,该区域初始晶粒出现细化;在330℃含铅碱溶液中浸泡后试样划伤侧边出现沿机械孪晶界生长的应力腐蚀裂纹束;在高温高纯水中持续浸泡后,已有裂纹仍快速向基体延伸。材料表面或裂纹路径残留的微量铅仍促进SCC裂纹或裂纹束持续快速生长。     

轴承钢裂纹缺陷分析与研究

针对南京钢铁股份有限公司轴承钢在退火后加工过程中出现裂纹的现象,采用扫描电镜、电子探针等仪器对裂纹进行了观察,对产生裂纹的原因进行了分析。结果表明：试样裂纹为沿晶裂纹,是在炼钢过程中局部高浓度的Cr块未溶解形成严重偏析,在晶界形成了富Cr的碳化物而弱化了晶界,导致沿晶裂纹的产生。为此,在实际生产中,应对炼钢工艺进行严格控制,防止此类缺陷产生。     

7A09铝合金模锻连杆件的开裂分析

通过断口形貌、显微组织、硬度以及化学成分等方法研究了7A09铝合金模锻连杆件开裂的原因。结果表明:裂纹主要起源于样品表面,并且从表面向试样内部沿晶界扩展;开裂试样的显微组织有晶界宽化、复熔共晶组织的现象,大致判定为过烧组织。主要原因是热处理过程中的温度失控导致7A09铝合金连杆件失效断裂,从而引起产品硬度下降,晶界强度下降,并提出了相关的改进措施。     

EFFECT OF CREEP FRACTURE TOUGHNESS ON CRACK INITIATION AND GROWTH

本文研究了蠕变断裂韧性对二种低合金耐热钢蠕变裂纹开裂和扩展的影响。试验表明:随着蠕变断裂韧性提高,抗蠕变裂纹开裂和扩展能力增加。材料呈韧性或脆性状态时,蠕变裂纹萌生和扩展过程不同。韧性状态时,裂纹为穿晶和晶界二种混合形式:穿晶裂纹可在晶内碳化物处发生,或在晶界上形核后向晶内扩展,晶界裂纹仍是由晶界上空洞形成和相互连接而成,裂纹可沿晶界和晶内扩展,但不连续。脆性状态时,裂纹沿晶界发生,它是由晶界形成空洞和相互连接而成,扩展仅沿晶界发生。     

蠕变断裂韧性对裂纹开裂和扩展的影响

本文研究了蠕变断裂韧性对二种低合金耐热钢蠕变裂纹开裂和扩展的影响。试验表明:随着蠕变断裂韧性提高,抗蠕变裂纹开裂和扩展能力增加。材料呈韧性或脆性状态时,蠕变裂纹萌生和扩展过程不同。韧性状态时,裂纹为穿晶和晶界二种混合形式:穿晶裂纹可在晶内碳化物处发生,或在晶界上形核后向晶内扩展,晶界裂纹仍是由晶界上空洞形成和相互连接而成,裂纹可沿晶界和晶内扩展,但不连续。脆性状态时,裂纹沿晶界发生,它是由晶界形成空洞和相互连接而成,扩展仅沿晶界发生。     

先进高强钢断裂性能研究

在铁素体-马氏体双相钢的成形过程中,因材料边裂而导致的冲废和返修是其使用的一个主要问题。本文以双相钢DP780冲压某汽车零件出现开裂为例,比较了常规拉伸和切边拉伸(试样落料后不打磨边部)的力学性能,观察了断口的组织和形貌。试验结果表明切边质量较差的试样其伸长率要比切边质量好的试样低10%左右,Mn的偏析使得马氏体组织和Mn S夹杂沿轧向呈带状分布造成了横向切边试样的伸长率要比纵向切边试样低3%左右。裂纹在双相钢中的扩展沿着马氏体-铁素体晶界或穿过马氏体,细小的呈簇状分布的马氏体颗粒增加了双相钢的裂纹敏感性,降低了材料的抗断裂性能。     

不同应力状态下6063铝合金断裂机制原位拉伸研究

用SEM-520原位拉伸实验对可以实现不同应力的6063铝合金试件的断裂过程做了详细研究和分析.研究结果表明:不同应力状态下的铝合金试样在拉伸过程在其表面上都产生了大量的滑移带,但断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从正断向剪断过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金晶界是其最薄弱环节,大量微裂纹产生于晶界,随着载荷的增加,微裂纹长大和扩展,与此同时,在局部变形带中沿晶界和滑移带又产生了新的微裂纹,微裂纹之间通过扩展或剪切而连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的2个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.     

紧凑拉伸Be试样应力和断裂行为研究

利用X射线应力分析仪和在线加载装置测试了紧凑拉伸(compacttension,CT)Be试样缺口前端的应力分布,利用万能拉伸试验机、引伸计和扫描电镜研究了紧凑拉伸Be试样的断裂行为.研究表明:样品加工缺陷如缺口在载荷作用下形成应力集中,样品首先在此开裂,获得了紧凑拉伸铍试样的载荷-裂纹张开曲线和平面应变断裂韧性为15.4MPa√m.扫描电镜观察表明Be断口呈现解理特征,紧凑拉伸试样断口呈现出3个特征区.裂纹尖端扩展观察表明沿基滑移面形成解理微裂纹,这些微裂纹长大后受主应力控制.利用断裂韧性评估了Be材存在微裂纹时的断裂强度.     

SCM440钢表面脱碳与开裂

研究了SCM440钢的开裂敏感性与轧后冷却过程中的温度、脱碳程度的关系。结果表明,轧后冷却过程中SCM440大盘条在表层以下30μm以内的区域产生的微裂纹引起了冷镦开裂。在轧后冷却过程SCM440盘卷表面发生脱碳。微裂纹主要在750～800℃范围内产生,由于在这个温度范围内SCM440钢处于两相区,发生了铁素体相变,在表层形成铁素体全脱碳层,最后由于组织应力形成了沿铁素体晶界扩展的微裂纹。     

热轧变形对快凝Al—Fe—V—Si粉热挤合金断裂行为的影响

研究了不同热变形条件下用快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金粉挤压成形样品的拉伸断裂行为。结果表明，在沿轧制方向拉伸的试样中，与板面平行的颗粒界面处形成的微裂纹不影响主裂纹的扩展，沿与板材纵截面平行的颗粒界面的开裂可能导致试样反常断裂，沿与板材横截面平行的颗粒界面则易成为主裂纹的低能扩展路径，使试样沿颗粒断裂。     

6082-T6铝合金双丝MIG焊接头裂纹的研究

采用扫描电镜和能谱仪等方法分析了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头裂纹的形貌以及形成机制。研究结果表明,双丝MIG焊焊接接头中裂纹主要是热裂纹,裂纹位于焊缝中部,沿焊缝中心长度方向开裂;裂纹断口表面密排着由枝晶端头组成的颗粒状凸起,枝晶的凸起处圆滑并且无损伤痕迹;裂纹产生的原因主要在于焊接过程中成分偏析导致发生共晶转变,在晶界处形成α-Al-Mg2Si低熔点共晶液态薄膜状组织和6082-T6铝合金有高的线膨胀系数,焊缝金属在凝固过程中产生极大拉伸应力。     

SAE10B33A螺栓表面开裂原因分析

含硼冷镦钢SAE10B33A在生产沉头内六角螺栓过程中存在一定比例的螺头开裂。采用体视显微镜宏观形貌观察、扫描电子显微镜(SEM)微观形貌分析、EDS能谱分析和金相分析等,对开裂螺栓试样和冷镦前成品精线试样进行检验和分析。结果表明,冷镦前成品精线表面存在划伤,冷镦过程中裂纹沿表面划伤线形成。     

ZG25铸钢件裂纹产生原因分析

通过金相、扫描电镜及能谱分析,对ZG25铸钢件成型过程中的开裂原因进行分析和研究。金相观察发现,铸件金属凝固过程中,在晶界处的物质发生熔化导致晶界过烧使晶界脆化,产生微观裂纹,裂纹在过烧晶界处萌生并沿晶界迅速扩展,导致铸件开裂。通过扫描电镜并结合能谱分析,在晶界处有Al_2O_3和Fe_2O_3夹杂,积聚在晶界成为裂纹源。结果表明:ZG25铸钢件成型过程中开裂的主要原因是在裂纹中间有夹杂,导致工件在高温下发生开裂。