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球墨铸铁零件高频感应淬火后显微组织异常原因分析
王磊, 马录, 杨波, 张凯, 宋阳, 王晔
金属热处理 2021, 46 (
6
): 231-235.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.045
摘要
(
90
)
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(565KB)(
39
)
可视化
某球墨铸铁行星架铸造冒口经高频感应淬火后检测发现,高频感应淬火区存在石墨球化率偏低及铁素体含量过多的现象。经过显微组织及试验对比分析发现:高频感应淬火加热部位石墨形态的异常与冒口处球化剂的缺损及冷却速度相对较慢有关;零件铸后高频感应淬火区位置的铁素体含量过多,而铸后正火并未有效改善该现象,导致高频感应淬火后铁素体含量过多。通过优化铸造工艺,按原工艺进行正火及高频感应淬火,最终得到满足技术要求的产品。
参考文献
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带式输送机减速机高速轴断裂失效分析
谭晓蒙, 田峰, 乔欣, 郭心爱
金属热处理 2021, 46 (
6
): 253-255.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.050
摘要
(
89
)
PDF
(724KB)(
40
)
可视化
某输煤系统带式输送机减速机的18CrNiMo7-6钢制高速轴发生早期断裂。为此对失效轴进行宏观分析、断口扫描电镜及能谱分析、金相分析、硬度分析、冲击韧性分析和化学成分分析。结果表明,该失效轴断裂性质为多源疲劳断裂,疲劳源位于键槽尖端,高速轴未经正确的表面强化热处理是导致其发生早期断裂的重要原因。
参考文献
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汽车前轴用40Cr钢锻件开裂失效分析
程源, 胡芳忠, 杨少朋, 汪开忠, 金国忠, 陈世杰, 王良林
金属热处理 2021, 46 (
12
): 294-297.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.049
摘要
(
89
)
PDF
(623KB)(
33
)
可视化
利用化学成分、显微组织以及硬度分析等方法,对汽车前轴用40Cr钢锻件的开裂原因进行了分析。结果表明:裂纹位于锻件的R角处,为淬火裂纹;锻件R角处的元素偏析造成淬透性显著高于周围其它位置,锻造过程中产生了表面缺陷,使得淬火时马氏体相变产生的体积内应力超过了材料的强度,造成了淬火裂纹的产生;通过增大R角半径、控制原材料的成分偏析以及调整锻造工艺等措施,能够减小汽车前轴用40Cr钢锻件热处理后淬火开裂的风险。
参考文献
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多维度评价
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超临界循环流化床锅炉高温过热器管开裂原因分析
赵平
金属热处理 2021, 46 (
6
): 225-230.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.044
摘要
(
88
)
PDF
(566KB)(
47
)
可视化
某超临界循环流化床锅炉TP347H钢膜式壁高温过热器管频繁发生开裂,通过宏观检查、光谱分析、力学性能试验、显微组织分析以及运行情况分析等对其失效原因进行了研究。结果表明,取样管化学成分、力学性能均满足标准要求,显微组织未见异常;裂纹起源于管子与鳍片焊趾处,并从外壁向内壁扩展;管子开裂原因为:高温过热器管为大屏膜式壁结构,加之锅炉启动过程中,相邻管壁温度差较大且不断变化,造成管子在轴向方向的膨胀差较大并形成交变热应力,从而在焊趾应力集中部位产生热疲劳裂纹,同时管子与鳍片焊缝处的残余应力以及管子外表面存在的直道沟槽促进了裂纹的形成和扩展。
参考文献
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20钢等径三通失效分析
李德君, 高华, 孔祥路, 杨小平, 李塔, 董照远, 张小佳
金属热处理 2022, 47 (
2
): 262-266.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.02.046
摘要
(
87
)
PDF
(564KB)(
43
)
可视化
通过断口分析、化学成分分析、显微组织、布氏硬度以及电化学腐蚀性能测试,并结合该类三通的生产工艺,对发生脆断开裂的20钢计量撬等径三通进行了失效原因分析。结果表明,20钢无缝管采用液压冷胀成形工艺制造的三通未按标准要求进行正火或退火处理,加工硬化引起的材料脆化未能通过正确的热处理加以消除,导致三通本体缺陷容限的降低,诱发脆性断裂,并且冷变形还会使三通材料的电化学腐蚀性能显著下降,加速三通本体腐蚀,三通内壁上的腐蚀坑成为脆性断裂的裂纹源。建议加强对三通的质量监督和出厂检验。
参考文献
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柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析
焦丽, 商海昆, 何剑丰, 赵英军, 张伟民, 李卫民, 周兰梅
金属热处理 2021, 46 (
6
): 245-249.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.048
摘要
(
86
)
PDF
(565KB)(
71
)
可视化
柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。
参考文献
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镍基耐蚀合金Hastelloy C-276锻造开裂原因分析
嵇爽, 李会林, 赵秀娟, 张雲飞, 赵英利, 陈文, 石玉龙, 邢成亮
金属热处理 2021, 46 (
6
): 240-244.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.047
摘要
(
79
)
PDF
(571KB)(
42
)
可视化
耐蚀合金Hastelloy C-276锻造过程中出现开裂,对其开裂原因进行了分析,并研究了均质化处理对其组织的影响以提高锻造成材率。结果表明,Hastelloy C-276合金铸态组织中存在大量μ析出相,是导致锻造开裂的主要原因。通过提高均质化加热温度和延长保温时间,可减轻枝晶偏析,经1170 ℃保温10 h空冷后,偏析几乎全部消失,锻造良好。
参考文献
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多维度评价
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耐磨钢NM400冷弯开裂分析
吴昊, 邓想涛, 李成儒, 隋轶, 张涛, 纪汶伯, 王昭东
金属热处理 2021, 46 (
9
): 262-267.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.047
摘要
(
78
)
PDF
(613KB)(
32
)
可视化
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。
参考文献
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多维度评价
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40CrNiMoA钢传动轴花键开裂失效分析
金玉亮, 刘春江, 吴彬龙, 张洪亮
金属热处理 2022, 47 (
8
): 296-300.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.08.049
摘要
(
74
)
PDF
(394KB)(
40
)
可视化
某航空发动机用40CrNiMoA钢制传动轴在正常故障检测时花键部位发现裂纹。对断口部位进行宏观分析、扫描电镜及能谱分析、金相分析、硬度分析和温色对比试验分析。结果表明,40CrNiMoA钢传动轴花键原始裂纹区组织与基体一致,未见脱碳现象,裂纹呈沿晶开裂,表面氧化较明显。因此可推断此裂纹是在高频淬火升温阶段产生,高频淬火时加热电流过大或加热不均匀均有可能造成上述淬火裂纹的出现。建议合理控制传动轴高频淬火工艺。
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汽车稳定杆断裂分析
刘华东, 邵百明, 黎军顽
金属热处理 2023, 48 (
1
): 253-256.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.01.044
摘要
(
74
)
PDF
(608KB)(
48
)
可视化
某汽车稳定杆在耐久试验过程中短里程就发生断裂失效,使用直读光谱仪、硬度计、光学显微镜和扫描电镜等设备对失效件进行理化检测、金相检验和断口分析,同时结合稳定杆加工过程对断裂原因进行了分析。结果表明,失效稳定杆的断口微观形貌主要呈沿晶状,扩展区域有疲劳辉纹,最后断裂处呈韧窝状。这主要是由于稳定杆加工过程中经过酸洗处理引入了氢,导致稳定杆先发生了延迟开裂,然后在耐久试验中产生疲劳裂纹并扩展,直至最终断裂。
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30CrMnSiA合金前端吊耳断裂原因分析
郑洪, 林文钦, 杨元熙, 徐心洁, 邓枫, 吴佳欣, 蒋洪俊
金属热处理 2022, 47 (
8
): 292-295.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.08.048
摘要
(
73
)
PDF
(395KB)(
48
)
可视化
某30CrMnSiA合金前端吊耳发生断裂,对断裂吊耳进行断裂特征分析和硬度测试。结果表明,吊耳断裂性质为氢脆断裂,且存在硬度超标现象。结合吊耳热处理和表面处理工艺对氢脆断裂原因进行分析,表面处理过程中除氢不彻底是造成氢脆的主要原因,而硬度超标不仅增加氢脆敏感性,且误导除氢工艺;同时该失效件反映了供应商质量控制上的不足,需在特殊过程及二次外包上加强控制和审核力度。
参考文献
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矿用齿轨感应淬火裂纹产生原因及改进方法
米佩, 孙永鹏, 张勇
金属热处理 2021, 46 (
6
): 250-252.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.049
摘要
(
69
)
PDF
(610KB)(
23
)
可视化
矿用齿轨在齿柱感应淬火过程中发生齿柱部位开裂情况,从齿轨材料化学成分、感应淬火前原始组织、裂纹宏观、微观组织、感应淬火工艺参数等方面对开裂原因进行了分析,并通过优化加热方式及冷却方式解决了齿轨齿柱感应淬火开裂问题。
参考文献
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8418钢熔铝料桶开裂分析
赵新娥
金属热处理 2021, 46 (
6
): 236-239.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.046
摘要
(
66
)
PDF
(733KB)(
32
)
可视化
8418热作模具钢制熔铝料桶使用过程中在冷却孔处发生开裂,采用扫描电镜及能谱仪、光学显微镜、洛氏硬度计、直读光谱仪,对其开裂原因进行了分析。结果表明,料桶冷却孔内具有含Ca、S、Cl元素的介质,导致其发生了应力腐蚀开裂。
参考文献
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铬钒共渗层出现黑洞的原因与控制
刘毅, 张孟九, 于洋, 孙慧慧
金属热处理 2021, 46 (
6
): 256-259.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.051
摘要
(
65
)
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(567KB)(
28
)
可视化
GCr15链条销轴经铬钒共渗热处理后,渗金属层出现黑洞,较多的黑洞对基体的连续性起到破坏作用,增大了脱落的风险。针对黑洞的情况,进行了一系列试验。结果表明,渗剂中钒的含量、催化剂的选用、设备的密封性等是形成黑洞的主要原因,通过修正渗剂的配比,采用真空设备来进行热处理,解决了渗金属层的黑洞的问题,大幅度提高了销轴的耐磨性。
参考文献
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超高强马氏体钢开裂失效分析
孙璐, 李建英, 魏焕君, 李征, 李涛, 程晓英
金属热处理 2023, 48 (
1
): 261-265.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.01.046
摘要
(
56
)
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(604KB)(
37
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可视化
由于超高强马氏体钢零件安全服役期发生开裂,因而对失效及非失效的零件、基材进行分析。结果表明,通过恒应变试验中的U型弯梁试验得知失效及非失效的零件的基材都具有良好的抗氢致延迟开裂能力。基材由于生产工艺的差异造成组织结构不同,开裂基材组织为片状马氏体,未开裂基材组织为板条状马氏体。在加工成相同零件时,由于马氏体的组织结构差异,造成加工成形过程中内部协同变形均匀程度不同,开裂件内残留较大应力,且开裂件组织内部形成大量位错塞积后造成应力集中,局部应力率先达到极限,最终引发开裂。
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汽车空心齿轮轴台架疲劳断裂原因分析
金国忠, 汪开忠, 胡芳忠, 杨少朋, 杨志强, 陈世杰
金属热处理 2022, 47 (
11
): 266-270.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.11.045
摘要
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54
)
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(612KB)(
20
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可视化
通过光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜对一种新型空心齿轮轴台架疲劳断裂行为进行分析。结果表明,空心齿轮轴在过渡弧位置断裂。零件材料的化学成分、奥氏体晶粒度、非金属夹杂物均满足设计要求,但有效渗碳层深度偏设计要求下限。计算结果表明,空心齿轮轴过渡弧半径应大于3.16 mm,较小的过渡弧半径加剧渗碳过程中的“尖角效应”,导致过渡弧处碳化物粗大并引起应力集中,这可能是疲劳寿命较低的原因之一。CAE软件模拟结果表明,过渡弧处存在明显的应力集中现象,表面最大应力超过零件表面的许用应力,这可能是空心齿轮轴失效的另一个原因。零件表面最大应力随空心尺寸的增加而增加,最大空心尺寸应小于Ø17.1 mm。
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25CrMnB履带钢冲裁断裂成因分析
田雨, 于浩
金属热处理 2021, 46 (
12
): 282-288.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.047
摘要
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54
)
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(617KB)(
20
)
可视化
通过金相和硬度试验,研究了25CrMnB履带钢不同部位组织与硬度的分布规律,对热轧25CrMnB履带钢出现冲裁断裂问题的原因进行了分析。结果表明,水冷样品比空冷样品硬度更高,且诱导齿处易出现硬度偏高的问题,断裂首先于诱导齿处发生。履带钢冲裁断裂的原因是出现了混晶组织、网状铁素体和粒状贝氏体组织,材料受力时在异常组织处形成应力集中,导致微裂纹萌生并扩展,引起履带钢冲裁时开裂。混晶组织与网状铁素体出现的原因是终轧温度过高。根据EDS分析结果,粒状贝氏体出现的原因主要是Mn和B元素微观偏析。
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8407钢压铸模工作面麻点失效分析
孟鑫沛, 金林奎, 林权, 黄仪浩, 方曼婷, 黎肖辉, 何平
金属热处理 2021, 46 (
12
): 289-293.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.048
摘要
(
53
)
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(615KB)(
21
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可视化
8407钢压铸模具在使用过程中工作面出现麻点,对其进行抛光处理,而经抛光加工后再次使用,模具工作面仍出现麻点。采用金相显微镜及扫描电镜等仪器设备,对压铸模具失效件的化学成分、表面缺陷形貌特征及显微组织进行检测和分析。结果表明,模具工作面表面麻点处存在凹坑,凹坑周围及底部均存在不同程度的开裂,并在凹坑边缘形成斜坡状的压痕。模具工作面凹坑未发现氧化、腐蚀等化学反应,表明该凹坑由于挤压变形造成。压铸模工作面麻点产生的原因是抛光过程中加工强度过大,模具工作面表层已经形成高温快冷的白亮色淬火组织,淬火组织应力造成工作面的横向开裂,并形成局部纵向裂纹。在表面抛光热影响作用下,工作面次表层产生退火软化,因而形成变形的纤维状组织。模具在使用过程中,工作面表层纵向裂纹处被压塌形成凹坑,造成模具工作面宏观可见的表面麻点,导致锌合金压铸件产品表面凸起的外观缺陷。
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42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析
赵全育, 梁嘉俊, 陈旭鹏, 童波, 夏国华, 严琴, 丁志敏
金属热处理 2023, 48 (
1
): 257-260.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.01.045
摘要
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42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10
-6
。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。
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20Cr2Ni4钢渗碳淬火弧齿锥齿轮磨削烧伤的检测与分析
许鸿翔, 王红伟, 蒲江涌, 赵少甫, 陈生超, 戎泽玉
金属热处理 2022, 47 (
11
): 271-275.
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.11.046
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针对20Cr2Ni4钢弧齿锥齿轮渗碳淬火磨齿后出现的齿面裂纹,采用光学显微镜和显微硬度计分别对切割齿块的未开裂齿面(凹面)和开裂齿面(凸面)进行了检测分析。结果表明,在齿块未开裂齿面和开裂齿面远离裂纹的节圆处,有效硬化层深度和显微组织正常,无磨削烧伤特征;在齿根处均出现了不同程度的磨削烧伤特征,尤其在开裂齿面裂纹处呈现典型的月牙形白加黑磨削烧伤形貌,烧伤最深处约0.9 mm,并据此提出了改进磨齿工艺参数,避免发生磨削烧伤的措施。
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