SWRCH18A冷镦钢镦制螺钉开裂原因分析

使用SWRCH18A冷镦钢盘条镦制螺钉过程中部分螺钉头出现开裂。对开裂试样进行宏观观察、金相检测、非金属夹杂物检测、电镜检测等各种试验分析,对缺陷部位进行显微硬度及微区能谱成分分析,最终确认螺钉头开裂的主要原因是盘条内部近表面区域存在异金属夹杂物。异金属夹杂物产生的主要原因是由于冶炼操作不当,补加的硅锰等铁合金不能全部熔化或扩散不均匀引起的。异金属夹杂物属于不允许存在的缺陷,严重地破坏了钢组织的完整性,使材料在后续轧制、拉拔、冷镦等加工过程中形成裂纹并开裂。     

D227、D237焊条堆焊金属组织及显微硬度研究

分别采用D227和D237两种堆焊焊条,在45号钢基体上进行了焊条电弧焊堆焊试验.分析了在相同焊接条件下获得的堆焊层金属的显微组织和显微硬度,讨论了合金元素对堆焊层金属显微组织及显微硬度的影响.研究表明,堆焊金属与基体金属具有良好的冶金结合,第一层堆焊金属受基体金属的稀释程度影响明显,界面处金属过渡层的宽度因焊条种类的不同而异;各层堆焊金属中合金元素Cr、Mo、V含量随堆焊层数的增加而提高,堆焊金属的显微组织及显微硬度与堆焊焊条合金元素的含量有关,与其硬质相的类型、性能及分布等有关.     

电厂用T91悬吊钢管线性缺陷特征分析

对电厂用三过悬吊钢管的加工直道进行了宏观和微观形态分析、硬度测试.结果表明:该加工直道内充满氧化物,两侧有氧化物质点及脱碳现象；悬吊管加工直道产生的主要原因是:夹杂物本身熔点较低,在轧制加热温度已处于熔融状态,易与氧化物结合,同时沿轧制方向,因其强度、韧性及变形能力不同,割裂基体金属,导致钢管受轧制螺旋力的作用后表层开裂.     

软铁弹带TIG堆焊工艺及组织性能研究

针对炮弹钢基体表面堆敷铜合金时存在泛铁问题等不足,创新性地提出用软铁代替铜合金作为堆焊金属,开展了纯铁弹带TIG堆焊工艺的研究.主要针对软铁弹带的力学性能和软铁堆焊的界面组织特征进行了深入研究.研究表明:与铜/钢堆焊形成的铜弹带比较,软铁弹带的硬度值大约为170 HV,剪切强度约为280 MPa,与铜弹带的力学性能相差不大.软铁堆焊界面上靠近熔合线的热影响区为马氏体组织,熔合线不明显,有基体合金熔化进入堆焊层,堆焊层为先共析铁素体和贝氏体类型组织,同时发现基体中的碳等合金元素也进入界面层.采用软铁作为堆焊金属可降低堆焊弹带的热裂纹倾向,避免了堆焊过程中因铜渗入钢基体而导致的品问渗透裂纹.经过堆焊工艺优化实现了界面层组织结构的优化,最终获得了理想的纯铁弹带.     

自蔓延离心法制备FeAl金属间化合物内衬复合钢管的研究

采取适当的工艺参数,利用SHS离心法制备了FeAl金属间化合物复合钢管。通过热力学计算分析了铝热反应生成铁铝金属间化合物的条件。利用X射线衍射分析内衬层的相组成,扫描电镜和能谱仪分析了涂层的组织。显微硬度仪测量涂层硬度。结果表明涂层与基体之间形成良好的冶金结合,涂层由FeAl组成,涂层显微硬度为590 HV,是基体的2.8倍。     

AZ31B镁合金TIG焊缝金属夹杂物的微观尺度分析

主要研究了AZ31B镁合金采用TIG焊焊缝金属夹杂物的形成机理和组织成分,并讨论了夹杂物对焊接接头宏观物理性能的影响。分别通过金相分析和扫描电镜分析了金属夹杂物的形成机理和分布规律,并通过显微硬度仪与纳米压痕仪分析了金属夹杂物给焊缝性能带来的影响。研究表明:AZ31B镁合金母材由α-Mg基体和固溶其中的层片状的β相组成,焊接热过程使得共晶产物固相线发生偏移,合金元素与Mg的共晶产物集中析出于晶界,形成了金属间夹杂物;同时,焊接过程中产生的氧化物也形成了夹杂,金属间夹杂物对焊接接头的硬度有一定提高,但强度有所降低,且易形成焊接缺陷。     

张力减径焊管的压扁性能研究

研究了高频焊接钢管在焊接及热轧张力减径后组织和压扁性能的变化。研究结果表明:高频焊接过程除造成焊接热影响区与基体的组织差异外,还改变了钢中金属流线的方向和连续性;焊管经热轧张力减径后,随变形量的增加而变化的热影响区组织与基体组织趋于一致;焊接过程中金属流线方向的改变及钢中夹杂物数量较多,将导致压扁试验时断口多在焊接热影响区一侧。     

厚壁含铌微合金钢JCO双面三层四丝高速埋弧焊管生产工艺

设计BNS级抗H_2S腐蚀钢管的焊缝金属、JCO成型工艺,确定其焊接方法及热输入,分析BNS级钢板及其钢管的交货状态,并评估该BNS级钢管的抗H_2S腐蚀性。分析认为:BNS级钢具有良好的抗SCC、HIC性能;硬度对抗H_2S腐蚀性能的影响较大,钢的强度级别越高,其抗SSC性能越差;焊缝金属的硬度和氢裂敏感性随微合金钢中铌含量的增加而提高,铌含量低于0.03%时不利作用消失;降低钢中Mn S夹杂物或将其全部转化为球状夹杂物对抗HIC裂纹有利;BNS级钢管的焊缝金属有大量细密的针状铁素体时,其抗H_2S腐蚀效果最好。     

退火温度对铸轧成形宽幅层状铜-铝复合板界面组织及力学性能的影响

采用铸轧法获得宽幅层状铜-铝复合板,并研究了不同退火温度对铜-铝复合板界面组织和力学性能影响,探讨了界面金属间化合物作用机理,结果表明:退火温度越高,界面扩散越明显,金属间化合物越多;铜基体界面处率先生成Cu_9Al_4,铝基体界面处率先生成CuAl_2,随着铜、铝元素扩散会有CuAl生成;界面层硬度高于其它位置,由于基体软化和金属间化合物的共同作用;300℃退火铜-铝复合板界面组织和力学能性能最佳,扩散层厚度13.63μm左右,抗拉强度101.9 MPa,伸长率32.0%。     

铜合金与不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能

采用搅拌摩擦搭接焊对铜合金与不锈钢异种金属进行焊接,得到外观良好、无内部缺陷的搭接接头. 利用金相、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射及硬度计等研究了铜–钢搭接焊接头显微组织,分析了接头的物相成分,测试了接头的显微硬度. 结果表明,不锈钢与铜在焊合区形成了“洋葱环”结构,此结构在焊核区的前进侧较后退侧更为均匀;在接头的前进侧、后退侧和底部有明显的热力影响区;在条状结构中形成了新的金属间化合物NiCu₄,这使焊核区不锈钢–铜界面的硬度值明显增大;接头焊核区的硬度值明显高于基体,且焊核区前进侧的硬度值较后退侧更高.     

某输气管线弯管开裂原因分析

某弯管发生刺漏现象,为明确该弯管开裂原因及失效机理,本文采用宏观分析、理化性能、微观分析、腐蚀模拟试验等手段对其进行分析研究。结果表明：该弯管开裂失效机理为硫化氢应力腐蚀,失效的主要原因为,该弯管热煨弯工艺不合理,导致弯曲段产生大量的马氏体组织,马氏体组织硬度较高,对硫化氢应力腐蚀开裂较为敏感;该弯管输送的天然气中含有游离水和硫化氢,硫化氢溶于游离水,对金属基体产生应力腐蚀作用,导致弯管发生开裂。     

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通过理化性能、氢致开裂(HIC)、硫化物应力开裂(SSC)等试验及制管工艺过程对油气输送用X65级别的直缝埋弧焊管抗硫化氢(H2S)腐蚀性能进行了研究,认为应从钢板化学成分、力学性能、晶粒度、非金属夹杂物和带状组织等方面提出合理的抗H2S管线材料要求,同时适当匹配焊材,采用UOE等低残余应力的制管工艺来控制焊管的抗H2S能力。     

37CrMnMo钢管径向摩擦焊接头组织与性能

在优化焊接工艺参数下实现了45钢径向环与37CrMnMo钢管的径向摩擦焊接.试验结果表明,径向环发生了强烈地塑性变形,焊缝表面有明显的氧化色,管体上具有很窄的热影响区.焊缝抗剪强度平均达401 MPa,略高于径向环母材.硬度从焊缝结合界面向两侧的径向环和管体母材逐渐降低.焊缝剪切断口平滑,呈现明显的剪切韧窝断裂特征,表明焊缝具有较好的塑韧性.接头金相组织分析结果表明,焊缝具有很窄的结合面,45钢径向环和37CrMnMo钢管体侧热影响区组织分别为铁素体＋珠光体＋贝氏体和贝氏体＋少量马氏体,相比较母材产生了少量的马氏体组织,但焊缝中心及热影区的组织得到了细化.     

氢气输送管线开裂原因分析

目的对氢气管道内表面开裂原因进行分析,为同类型管道的失效提供参考。方法针对设计压力4.8 MPa、设计温度50℃并在1998年投用的氢气管道,观察其宏观形貌,通过拉伸试验和硬度测试分析其力学性能,并对其进行金相组织分析和扫描电子显微镜观察,通过能谱测试分析其腐蚀产物成分。结果管壁没有明显的腐蚀减薄。管壁整体力学性能符合标准,被测试样韧性较好,未发生材质劣化。基体微观组织为正常的铁素体+珠光体,组织分布均匀,三通及弯管处的焊缝区出现了部分马氏体组织,容易诱发硫化物应力腐蚀开裂的发生。管道内壁存在裂纹及点蚀坑,裂纹扩展较深,且存在分叉,是典型的应力腐蚀特征;点蚀坑有聚集现象,有形成微裂纹的趋势。管道内壁存在腐蚀产物,说明输送的介质不纯净;腐蚀产物中含硫元素,说明介质中含有硫化物等杂质。结论管道操作压力较高,结合其他应力与介质的共同作用,导致管道内壁发生了硫化氢应力腐蚀开裂。     

X100钢级螺旋缝埋弧焊管制造技术研究

介绍了X100钢级管线钢板卷螺旋缝埋弧焊接制管的过程;研究了X100钢级板卷的力学性能及不同焊接材料匹配对焊接接头强度、韧性和硬度的影响;提出了不去除螺旋缝埋弧焊管焊缝余高,优化板卷合金成分、提高板卷层流冷却速度及降低焊接热输入量,管体横向拉伸试验采用圆棒试样,制定X100钢级管线钢板卷和螺旋缝埋弧焊管标准等建议。     

S135钻杆材料等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层组织与性能

目的选用石油钻井工程中常用的S135钻杆钢作为研究对象,在不破坏S135钢优异力学性能基础上,在S135钢基体上等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层,研究喷涂功率对涂层的组织与性能的影响。方法在25、30、42 kW三种喷涂功率下,于S135钻杆材料基体表面制备Al2O3+TiO2涂层,对涂层表面进行SEM形貌观察及XRD物相分析,对端面进行金相组织观察,并测定不同位置的显微硬度,借助于材料表面性能试验仪进行涂层与基体结合强度测定,对不同功率下的喷涂涂层的组织、形貌及性能进行比较。结果在三种功率条件下,涂层由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al2TiO5及TiO2组成。随着喷涂功率的增加,涂层中γ-Al2O3、Al2TiO5的含量增加;粘结层中气孔、裂纹等缺陷减少,孔隙率下降。在42 kW喷涂功率下,涂层与基体的结合强度达到92 N。在热喷涂过程中,由于正火作用,靠近喷涂界面的S135基体的晶粒得到细化。涂层表面的硬度都高于粘结层及基体,在喷涂功率为30 kW时,涂层表面的硬度达到1419.6 HV。结论通过改变喷涂功率,可在S135钻杆材料上得到具有较高硬度、与基体结合强度较高的Al2O3-TiO2涂层。     

不同状态310S奥氏体不锈钢在H2S/CO2环境中的应力腐蚀行为

目的探究不同状态310S奥氏体不锈钢在H2S/CO2环境中的应力腐蚀行为。方法研究三种不同状态310S奥氏体不锈钢在湿H2S环境中的应力腐蚀行为和电化学测试,并探究影响310S应力腐蚀开裂的因素及其机理。结果经过冷变形处理后,310S奥氏体不锈钢的抗应力腐蚀性能有所提升,而900℃时效处理会使310S钢材更易遭受应力腐蚀的影响。此外,施加载荷会使材料的耐蚀性变差。在SSRT实验中,固溶处理后的试样应力腐蚀敏感性为88.1%,时效处理后则升高至91.5%,冷轧后则降低至85.3%。另外还观察到,裂纹通常起源于试样表面局部腐蚀处。通过准原位充氢-TEM实验发现,氢原子扩散进基体后,会促进位错运动,导致位错更易发生塞积,从而引发应力集中。结论冷轧态310S具有最好的耐蚀性能,其次为固溶态,时效态310S的耐蚀性能最低。在湿H2S环境下,冷轧态310S的应力腐蚀敏感性最低,时效处理则会提高试样的应力腐蚀敏感性。H原子进入到310S内部会促进位错的运动、增殖与塞积,导致应力集中,从而降低局部的耐蚀性能。     

H40焊管压扁开裂分析

材质为H40的钢带焊接成圆管之后,做压力试验时发生开裂现象。通过理化分析表明：导致钢带塑性低和开裂的主要原因是数量多并且级别高的非金属夹杂物（硫化物）和严重的带状组织。     

汽轮机再热阀体铸造工艺优化

采用立撞立浇方案,在大管口端面设置冒口,阀体壁上设置变补缩斜度进行补缩,减少了增肉切割量和形状修刨工作量,提高了钢水利用率,降低了切屑率,内外质量也有明显的提高。     

Laves Phase Formation and Its Effect on Mechanical Properties in P91 Steel

Effect of Laves phase formation on mechanical properties in a pressurized T-junction of P91 steel pipe at849 K for 58,000 h with 25.65 MPa vapor pressure was studied. Thermodynamic calculations had been performed by using the software Thermo-Calc to study the phase at equilibrium state. Counter plot of von Mises stress in the pipe during service life was calculated by finite element analysis to study the effect of the operated stress distribution on the evolution of Laves phase. The change in the microstructure and mechanical properties in the sites with different stress was also studied. The results indicated that the formation of Laves phase in P91 steel was a thermodynamically possible process due to enrichment of Mo and depletion of C adjacent to M23C6 particles or along martensite lath and packet boundaries. The formation of Laves phase had a detrimental influence on the mechanical properties in P91 steel. The mean size of Laves phase would be significantly increased with increasing operated stress, leading to a reduction in tensile properties and impact energy. In particular, crack initiation energy and crack growth energy during impact test rapidly decreased with increasing the mean size and volume fraction of Laves phase.