EH36钢焊接接头海水腐蚀疲劳性能及断裂机制

以EH36钢焊接接头为研究对象,研究了其在南海实际海水环境下不同应力范围的腐蚀疲劳寿命及腐蚀疲劳断裂机制。根据DNV-RP-C203标准中规定修正实际海水环境腐蚀疲劳试验结果,修正后的S-N曲线方程为lg N=15.414-4.005lg Δσ。从S-N曲线上可看出,EH36钢焊接接头在实际海水中寿命随着疲劳应力范围的增大而显著降低,其腐蚀疲劳性能优于DNV-RP-C203标准模拟海水环境下的焊接接头的腐蚀疲劳性能。采用扫描电镜观察焊接接头腐蚀疲劳断裂面发现,腐蚀疲劳裂纹源区主要发生在焊接接头表面,分析原因为焊接接头表面产生的腐蚀坑周围具有显著的应力集中,导致裂纹萌生。腐蚀疲劳裂纹扩展区宏观上较为平坦,焊接接头表面多处裂纹源区产生的撕裂棱在此区域汇合成一条撕裂棱;微观上裂纹扩展区出现了明显的疲劳台阶和二次裂纹,裂纹扩展方式主要为穿晶;腐蚀疲劳瞬间断裂区主要形貌为韧窝,断裂形式主要为塑性断裂。 创新点： 基于成组法疲劳寿命预测理论,得出EH36钢在南海海水环境下的焊接接头的S-N曲线。同时结合微观分析方法研究焊接接头腐蚀疲劳断裂面微观特征,揭示实际海水自由腐蚀环境下EH36钢焊接接头腐蚀疲劳机制。     

发动机Ⅰ级压气机转子叶片断裂分析

本文分析了某型发动机Ⅰ级压气机转子叶片断裂故障.叶片为低周疲劳断裂.叶片颤振裕度不大,在工作转速范围内产生颤振导致叶片承受较大的动应力是其疲劳断裂的主要原因.叶片表面的腐蚀坑是其疲劳断裂的另一促进因素.通过改用低展弦比的叶片,并增加叶片调频措施,提高了叶片的颤振裕度,避免了Ⅰ级压气机转子叶片的颤振疲劳断裂.     

异种金属焊接构件腐蚀疲劳性能研究

选用SUS304不锈钢材料,采用MAG(135)焊接方法将其与低合金钢Q345B进行焊接,结合腐蚀疲劳环境加载装置研究了焊接件的腐蚀疲劳性能,并对断口进行电镜观察。研究发现腐蚀疲劳裂纹扩展源于表面腐蚀缺陷,且断口的腐蚀疲劳裂纹扩展区域、条带特征明显,为典型的腐蚀疲劳断裂。     

6005A铝合金焊接接头预腐蚀对其疲劳性能的影响

6005A铝合金广泛用于高速列车的生产。通过对4 mm厚6005A铝合金焊接接头进行预腐蚀试验及疲劳性能测试,研究不同预腐蚀等级下6005A铝合金焊接接头的疲劳寿命及预腐蚀对焊接接头疲劳强度的影响。结果表明,6005A铝合金焊接接头经预腐蚀后,腐蚀最严重的为熔合线,其次为母材,焊缝腐蚀程度最轻;与未腐蚀试样相比,预腐蚀试样的疲劳极限有一定降低;预腐蚀后焊接接头断裂均在熔合线;断口疲劳源区可发现类解理河流、台阶花样及擦伤痕迹,疲劳扩展区发现明显疲劳条带。     

铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳断裂行为分析

提高和改善铝合金搅拌摩擦焊接头抗疲劳断裂性能是保证其焊接结构安全可靠的重要措施。阐述了国内外对铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳断裂行为的研究进展,包括铝合金搅拌摩擦焊接头的应力疲劳分析和应变疲劳分析;微结构、残余应力、表面处理对疲劳裂纹扩展速率的影响;焊接缺陷对疲劳断裂行为的影响;总结了在腐蚀介质中的疲劳裂纹形成特点和扩展规律及门槛值ΔKth。为建立铝合金搅拌摩擦焊接接头的疲劳设计规范、提高铝合金焊接结构的疲劳强度具有重要的理论意义和实践参考价值。     

增压机风扇叶片断裂原因分析

某增压机在运行过程中出现异常响动,经检验发现其风扇叶片断裂。通过光学金相显微镜、扫描电镜等实验手段,对增压机风扇叶片断裂原因进行了分析。结果表明,该叶片断裂是单向疲劳断裂。产生疲劳断裂的主要原因是油漆剥落后产生的腐蚀坑及边缘打磨形成尖角而造成的应力集中所致。     

35万kW汽轮机叶片断裂失效分析

本文通过金相、化学分析及透射电镜、扫描电镜及衍射仪等分析手段对35万kW汽轮机叶片的失效进行了分析,结果表明该叶片的失效是由于疲劳断裂而不是腐蚀环境下的疲劳断裂。     

发动机压气机叶片断裂故障分析

发动机工作过程中压气机叶片断裂,分解检查后根据损伤情况确定了首断件;通过对首断件断口宏观分析,确定断裂性质为疲劳断裂,起始于进气边一侧;断口显微分析结果表明:叶片断裂系起始于腐蚀损伤的疲劳断裂;漆层分析表明基体腐蚀损伤的原因是断口区漆层破损,在高湿和含盐环境下,腐蚀介质沉积在漆层破损处,叶片在破损处出现晶间腐蚀,萌生裂纹并扩展,直至断裂,漆层破损的原因为外来物打伤;针对故障原因,细化了发动机低压压气机二级转子叶片外场检查方法。     

7075铝合金FSW接头腐蚀疲劳性能及断裂特征

以7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,对其显微组织结构、3.5% NaCl(质量分数)溶液腐蚀疲劳寿命和腐蚀疲劳断裂特征进行了研究,分析了7075铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀疲劳性能及断裂过程.结果表明,7075-T6铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀疲劳S-N曲线方程为lgN=5.845-0.014S,随着应力幅增大,腐蚀疲劳寿命大幅度降低;腐蚀疲劳裂纹起源于接头的热影响区,逐渐扩展最终断裂于接头的焊核区.腐蚀疲劳断口存在多个裂纹源,且受到应力集中作用的影响,裂纹源萌生于腐蚀坑处.高应力作用加剧了试样边角部分的腐蚀损伤,导致边角比平面位置腐蚀程度更严重.裂纹扩展区出现了明显的晶间断裂和疲劳辉纹;在腐蚀介质和交变载荷的共同作用下,裂纹扩展区腐蚀程度最重,晶界处产生了阳极溶解现象并产生了“冰糖块状”和“蚁巢状”的形貌特征;瞬断区产生了大量解理台阶和二次裂纹,为脆性断裂,在第二相粒子分布区域存在孔洞形貌特征.     

柴油机增压器导风轮锻坯的材质控制

一、导风轮的质量问题导风轮是用LD7铝合金制造的。在使用过程中,导风轮曾多次发生叶片断裂故障。在北京航空学院的大力协助下,对故障件断口进行了大量的宏观和微观电子分析研究,查明了叶片断裂均属疲劳断裂。疲劳源主要是叶片表面的腐蚀坑,有少数是以叶片表面     

热电厂汽轮机叶片断裂原因分析

    对某石化公司热电厂8号汽轮机的断裂叶片进行了宏观形貌、化学成分、金相组织以及扫描电镜形貌和元素成分能谱分析.结果表明,该叶片的断裂属于腐蚀疲劳失效;叶片上的点蚀坑是裂纹源;引起叶片发生点腐蚀的原因是蒸汽中存在的氯、硫等介质.     

喷丸强化改善2Cr11NiMo1V钢焊接材疲劳性能的研究

通过对四种喷丸强化工艺的汽轮机叶片焊接材旋转弯曲疲劳性能的测定,提供了改善2Cr11NiMo1V钢焊接材疲劳强度的最佳强化工艺参数。并对叶片用材的腐蚀疲劳性能测试作了初步尝试。     

涡轮机叶片早期断裂原因分析

采用金相、扫描电镜等手段分析了某企业 1Cr13钢涡轮机叶片过早断裂原因。结果表明,在裂纹起始部位,断口以沿晶断裂为主,间或少量穿晶解理或准解理。综合考虑送检叶片的介质条件和应力条件,认为其过早断裂系应力腐蚀所致。应力腐蚀裂纹形成后,除裂纹继续以应力腐蚀方式扩展外,还将叠加有疲劳扩展的成分。晶粒粗大提高了 1Cr13钢对应力腐蚀的敏感性,同时降低了材料的疲劳性能。     

主蒸汽管断裂原因分析

对主蒸汽管断裂原因进行了分析。结果表明，断裂是由腐蚀疲劳引起的，阀体材质不合格和焊接结构不合理是主蒸汽管失效的主要原因。     

受电弓拉杆断裂失效分析

采用微观扫描及金相检验等方法对受电弓拉杆断裂的原因进行了分析。结果表明,受电弓拉杆断裂是由于承受着拉应力和焊接残余应力,导致拉杆过早的产生疲劳和应力腐蚀断裂。     

水轮机叶片汽蚀损伤的分析

用扫描电镜对水轮机叶片发生汽蚀的原因进行了详细分析，用探针对汽蚀部位的成分进行了测定。微观分析发现水轮机叶片(20MnSi钢)及其焊接热影响区的汽蚀为机械腐蚀疲劳。水轮机叶片有较大的工作应力、热影响区的晶粒粗大以及水介质的腐蚀性是产生机械腐蚀疲劳汽蚀的重要原因。     

表面腐蚀对叶片失效断裂的影响

采用性能测试、金相观察、扫描电镜及能谱测定等方对断裂叶片进行了分析。结果表明,叶片材质正常,但在酸性介质的作用下叶片表面及内部产生了大量腐蚀坑,在循环应力的作用下腐蚀坑成为裂纹源,形成裂纹并不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳失效断裂。     

焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头腐蚀疲劳性能的影响

在不同环境湿度条件下制备了不同焊缝气孔率的A7N01铝合金焊接接头,并通过条件腐蚀疲劳强度和断口微观形貌研究气孔缺陷对焊接接头腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,当焊接环境的湿度由常湿增至70%时,焊缝的平均气孔率由0.07%增大为0.16%,接头的条件腐蚀疲劳强度由110 MPa降为100 MPa,焊接气孔缺陷对A7N01铝合金焊接接头的腐蚀疲劳性能有明显影响。焊缝中的气孔会造成严重的缺口效应,引起应力集中,导致裂纹在气孔处优先萌生,并在应力和腐蚀介质的共同作用下形成沿晶与脆性疲劳条带的混合断裂形貌。     

堆焊齿轮轴断裂失效原因分析

采用宏微观形貌分析、化学成分分析、SEM微观形貌分析、EDS腐蚀产物成分分析等手段,分析了堆焊齿轮轴断裂的原因。结果表明,齿轮轴的断裂属于疲劳断裂,堆焊层存在气孔和裂纹等焊接缺陷以及堆焊导致的渗碳层的软化共同导致了齿轮轴的疲劳断裂。     

2205DSS焊接接头腐蚀疲劳性能分析

对川东船厂制造化学品船所用的国产2205DSS常用焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀疲劳性能进行了试验研究.通过Origin软件对试验数据进行非线性拟合得到了环境温度分别在24,30和40℃、加载应力比为0.1、加载频率为20 Hz条件下的腐蚀疲劳寿命S-N曲线,得到焊接接头在该环境下的疲劳极限,建立了有温度参数表示的S-N数学模型.结果表明,在模拟海水中焊接接头发生腐蚀疲劳断裂的位置在母材区,环境温度升高对低应力水平作用下的试件疲劳寿命有明显影响.