扭转弹簧断裂原因分析

1.3 mm SWP-B弹簧钢丝生产的扭转弹簧在客户装配前发生断裂,弹簧断口以沿晶断裂为主。分析材料化学成分和组织,对弹簧断口附近和正常组织进行纵截面显微硬度测定,采用扫描电镜对断口进行宏观和微观检查,并用X射线能谱仪对断口进行分析。结果表明:扭转弹簧在电镀锌初期局部产生非正常组织马氏体,由于马氏体存在组织应力,与在酸洗和电镀锌时弹簧基体中的氢造成的内应力相互作用,导致扭转弹簧出现裂纹并滞后断裂。     

压铆螺钉断裂失效分析

针对汽车压铆螺钉安装时未现异常,安装后第二天螺钉断裂问题,应用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱分析仪、测氢仪、硬度计等对断裂螺钉的宏观和微观组织形貌、硬度、化学成分、氢含量等进行分析。结果表明:该批螺钉热处理不当造成硬度过高,经电镀处理后渗氢没有及时去除,使螺钉氢含量过高遗留氢脆隐患,在安装应力的作用下诱发氢致延迟断裂。建议高强度螺栓最好不采用电镀。如果采用电镀工艺,在电镀后4 h内必须及时进行除氢处理,必要时可延长除氢时间。     

高压煤浆泵控制盘弹簧早期疲劳断裂原因分析

高压煤浆泵控制盘弹簧发生早期疲劳断裂.采用扫描电镜宏观观察和金相检验等方法,对弹簧断裂进行分析,弹簧断裂属于应力断裂,断裂处弹簧表面存在缺陷,缺陷表现形式是腐蚀坑.从加工工艺进行分析与探讨,提出了如何改善弹簧表面质量的措施.     

ML30CrMnSi螺钉断裂分析

ML30CrMnSi螺钉在装配时出现断裂。采用断口宏观形貌观察和扫描电镜观察、金相组织检查、硬度及氢含量测定等方法分析螺钉断裂的原因,并确定螺钉的断裂性质为脆性断裂。脆性断裂原因:螺钉头部的十字槽冷镦成形过程中操作不当,导致十字槽底部产生裂纹,在酸洗、镀锌等工艺过程中,由于氢沿裂纹渗入基体,在外力作用下故障件容易发生脆性断裂。螺栓材料中微裂纹、应力集中和其他缺陷的存在,是加速氢的聚集、扩散乃至断裂的必要条件,从而导致螺钉在装配过程中出现断裂。     

40Cr六角螺栓断裂失效分析

螺栓安装不久后断裂。采用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱分析仪、测氢仪、硬度计对断裂螺栓断口的宏观和微观组织形貌、硬度、化学成分、氢含量进行检查和分析。结果表明,螺栓断裂失效的原因主要是螺栓加工过程中采用了酸洗,并且酸洗渗氢后没有除氢,使螺栓氢含量过高造成氢脆隐患,在安装应力的作用下引发氢致延迟断裂。建议10.9级螺栓表面处理前,不进行酸洗处理;如果高强度螺栓进行电镀,在电镀后4 h内必须进行除氢处理。     

扭转弹簧氢脆断裂失效分析

直径0.6 mm的70#冷拔碳素弹簧钢丝镀镉后,制成中径4.0 mm扭转弹簧,在装配时发生断裂。采用能谱分析(EDS)、金相分析和扫描电镜(SEM)对断口进行了宏观和微观检测及分析。结果表明:弹簧在绕制过程中的残余拉应力以及在镀前接触了含氢介质,致使大量的氢残留并呈弥散分布形态,进而形成沿晶裂纹,在外力作用下,导致弹簧沿晶脆性断裂。     

风力发电机高强度螺栓断裂分析

采用扫描电镜、硬度检验、冲击性能试验、金相检验、化学成分分析等方法对安装在某风力发电机上的12.9级高强度螺栓断裂原因进行分析。结果表明,螺栓的断裂原因是氢致延迟断裂,螺栓基体残留一定浓度的氢及预紧力过大是诱发螺栓氢脆的主要原因。提出高强度螺栓制造、安装以及使用过程中应注意的问题。     

不锈钢弹簧断裂分析

某厂奥氏体不锈钢压力弹簧工作于柴油燃烧产物的弱酸性气体环境,在服役过程中经常发生断裂,使用扫描电子显微镜观察弹簧断口表面形貌,使用能谱对腐蚀产物进行表征检测。金相分析和硬度测试表明,该弹簧钢丝在制造过程中存在形变强化、马氏体相变以及析出强化效应,但弹簧在服役过程发生了应力松弛。研究发现,在弱酸性的工作环境下,弹簧钢丝表面的马氏体首先发生点蚀,随后发生应力腐蚀开裂。     

4130X在50MPa氢环境下的断裂力学性能试验研究

广泛用于大容积无缝高压储氢容器制造的铬钼钢4130X,在高压氢环境下面临着因高压氢脆引起的力学性能劣化现象,对4130X储氢容器的安全运行产生极大威胁。课题组利用研发的高压氢环境材料耐久性试验装置,对4130X在50 MPa氢环境下的疲劳裂纹扩展速率和断裂韧度开展试验研究。结果表明:相比于空气下,4130X在50 MPa氢环境下的疲劳裂纹扩展速率加快了约10～16倍,断裂韧度降低了约71.1%。4130X储氢容器的疲劳设计应考虑高压氢脆对材料断裂力学性能的劣化作用。     

内六角螺钉断裂失效分析

ML40Cr钢12.9级内六角螺钉在装配过程中发生断裂。对断口进行宏观和微观检验分析,结果表明:螺钉表面组织为回火屈氏体及回火索氏体+少量未溶铁素体,表面硬度平均值443.7 HV0.3,断口附近氢质量分数为4.47×10-6,断裂源区及其余外缘均为沿晶断裂形貌,部分晶粒表面出现类似鸡爪纹或发纹特征,表现出氢致延迟断裂的特征,扩展区和终断区主要为沿晶和韧窝的混合断裂形貌。建议采用ML35CrMo或42CrMoA钢制造,改进原材料酸洗工艺;热处理前增加去鳞工序;改善热处理工艺以降低螺钉的抗拉强度和硬度值,增加驱氢工艺,并对该批次螺钉进行48 h氢脆验证试验。     

PC钢棒的延迟断裂及其对策

根据国产PC钢棒出现脆性延迟断裂的种种现象 ,综合分析了PC钢棒氢致延迟断裂的形成条件 :环境中的氢和拉应力分量的作用。指出FIP试验方法可作为国产PC钢棒的抗延迟断裂性能的评价方法 ;通过炉外精炼、真空脱气等技术降低钢中的硫、氢含量并通过添加适量Si、Ca等元素 ,及改变热处理制度来改变组织形态 ,均可有效提高抗延迟断裂性能     

悬索桥主缆缠绕用S形热镀锌钢丝的研制

介绍S形热镀锌钢丝的外形和尺寸以及钢丝性能指标,对新产品开发过程中的原料选择、轧制工艺、中间道次退火工艺、镀锌工艺等进行研究。原料选择应考虑化学成分及偏析控制,以满足通条稳定性;多道次扁钢轧制中两侧变形量调节均匀可以避免侧弯的发生;轧制中间增加退火工艺能满足连续生产需要,退火温度700℃,保温时间2h;镀锌速度选择12 m/min,镀锌后进行精整以保证尺寸精度。试验结果:S形热镀锌钢丝抗拉强度581 MPa,扭转12次,弯曲20次,锌层面质量达335 g/m2,缠绕试验8圈不开裂,缠丝后的"环"形表面平整,缠丝紧密。     

防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产中存在的问题和对策

分析影响防扭钢丝绳用单股钢丝绳使用寿命的因素,针对生产中存在的问题给出对策:(1)钢丝抗拉强度散差波动控制。拉拔过程采用水箱湿式拉拔,严格控制半成品钢丝的公差范围并消除钢丝冷拉变形的残余应力。(2)镀锌控制。水箱拉拔压缩率大于95%且出线直径小于0.50 mm的钢丝全部采用电镀锌生产,其余则用热镀锌生产;单股钢丝绳外层钢丝采用热镀锌生产,内层钢丝采用电镀锌生产。(3)钢丝绳长度和线密度的控制。严格控制拉丝工序各道次钢丝直径及公差,捻制工序采用电子计米器检测钢丝绳的长度,保证钢丝绳长度精确率。加强防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产过程控制,可提高产品质量,提升生产效率,降低生产成本。     

架空绞线用热镀锌钢丝生产过程断丝原因分析

针对架空绞线用热镀锌钢丝在生产过程中断裂的问题,对断裂原因进行分析。65钢盘条含碳量较高,轧制后易产生成分偏析,在晶界生成网状渗碳体,在拉力作用下,盘条易在渗碳体晶界处产生巨大的应力集中而形成微裂纹;表面处理采用机械除锈,氧化铁皮去除不彻底;拉拔过程中,部分压缩率过大,钢丝拉拔后不能有效降温。提出改进措施:不同直径的镀锌钢丝采用不同规格和材质的原料;采用酸洗磷化取代机械除锈,盐酸质量分数为15%～20%,酸洗时间约10 min,亚铁离子质量浓度≤200 g/L,磷化采用中温磷化,酸比为10～15,时间为10～15min,磷化膜厚度≥9μm;采用水箱拉丝机取代直进式拉丝机,改进配模工艺;控制脱脂温度,使成品钢丝的抗拉强度不超过标准值150 MPa。     

悬架簧用油淬火回火弹簧钢丝脆断原因分析

悬架簧用油淬火回火弹簧钢丝在生产、运输和贮存过程中会发生脆断 ,通过对脆断钢丝进行理化分析、金相检验和断口形貌的电子显微镜扫描分析 ,认为造成钢丝脆性断裂的直接原因是钢丝表面缺陷 (如表面裂纹、夹杂、机械碰伤等 ) ,这些缺陷在弹性弯曲和热处理残余应力的共同作用下 ,导致了裂纹的萌生、扩展 ,最终导致材料脆断 ,断口形貌的主要特征是沿晶断裂。通过对断口晶界的分析表明 ,断口晶界处并无明显杂质元素偏聚的迹象 ,可以认为高温回火脆性与钢丝脆断并无直接关系。     

桨板打包用镀锌钢丝工艺流程优化

针对桨板打包用镀锌钢丝锌层附着性优良,具有一定抗拉强度和断裂伸长率的要求,制定企业标准Q/320281PF04—2008。对桨板打包用镀锌钢丝进行使用受力分析,提出原料及成品钢丝的性能要求,并优化生产工艺流程:由热镀锌替代电镀锌,表面脱脂回火处理利用450～550℃的等温铅锅,加热时间为8～10 s;酸洗采用质量浓度为80～150 g/L盐酸进行常温酸洗;助镀剂氯化铵质量浓度为80～120 g/L,助镀温度不小于70℃;热镀锌锌锅温度为450℃,Dv值为90 mm.m/min,采用垫擦抹锌方式,锌层面质量不小于40 g/m2。热镀锌成品钢丝锌层表面光滑平整、直径均匀,与钢丝基体的结合力远大于电镀锌钢丝。     

低碳钢丝焊网热镀锌工艺的改进

根据低碳钢热镀锌原理,指出低碳钢丝焊网热镀锌工艺存在的主要问题是工艺不完善、锌液成分不合理、镀后抹拭材料及方法不当等。采用复合除锈剂强化除锈效果,用氯化锌与氯化铵质量比为1.2~1.6的混合溶液代替单一的氯化铵作为助镀剂,增加助镀后烘干工序,采用无机物和珍珠岩混合材料作为抹拭剂等改进措施,使镀锌层表面光滑,焊接位置无积锌,锌耗比改进前降低2%。     

热镀锌锅过早开裂失效的原因诊断

镀锌锅的过早腐蚀和失效开裂 ,导致镀锌成本的上升和生产的极大损失。针对某单位的锌锅在投入使用时 ,即产生开裂失效的现象 ,通过对锌锅原始断口形貌和金相组织 ,X荧光光谱全成分分析、拉伸力学性能和拉伸断口形貌及锌锅受力情况的数值模拟等的研究结果表明 :锌锅钢板中存在的沿晶渗碳体是锌锅过早开裂失效的重要原因     

影响镀锌钢丝扭转性能的原因分析

从钢丝的表面质量、内部应力分布状态、组织结构、镀锌温度及锌-铁合金层等方面分析影响大桥缆索用镀锌钢丝扭转性能的主要原因,并提出相应措施。通过优化控冷工艺,线材组织更均匀,扭转指标大为改善。采用增加拉拔道次、湿法拉拔等措施,避免内部应力分布不均匀,提高扭转性能。