金属热处理

梁恩溥, 徐乐, 杨勇, 王毛球

2023, 48(8): 1-7. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.001

摘要 ( 71 )

PDF (5523KB) ( 72 )

针对NiAl-Cu析出强化的40CrNi3MoV钢,研究了不同Ni含量对经450~650 ℃回火后的试验钢组织和力学性能的影响。采用OM表征试验钢的显微组织,利用TEM和EDS等手段表征试验钢中析出相,并通过室温拉伸和低温冲击试验测定试验钢的力学性能。结果表明,Ni含量对试验钢的显微组织没有明显影响。Ni含量的提高(3.0%~4.0%)促进了试验钢中富Cu相和NiAl相的析出,增加了纳米粒子析出的数量。Ni含量的提高使得试验钢经500 ℃回火后的抗拉强度和屈服强度分别提高了200 MPa和100 MPa。

钒含量对秸秆膨化机螺杆用Cr20高铬铸铁组织与性能的影响

牛旭, 刘越, 王灼, 张雅静, 刘平祥

2023, 48(8): 8-15. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.002

摘要 ( 54 )

PDF (6962KB) ( 41 )

为解决秸秆膨化机螺杆前端磨损严重的问题,对螺杆材质进行研究,通过设计合金成分,向Cr20高铬铸铁中添加不同含量的钒,探究钒含量对高铬铸铁组织与性能的影响,并对添加不同含量钒的Cr20高铬铸铁进行不同温度的淬火与回火处理,借助光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击试验机及磨损试验机等,探究不同的热处理工艺对不同钒含量Cr20高铬铸铁的微观组织、硬度、冲击性能及耐磨性的影响。结果表明,钒元素的添加使得高铬铸铁在冷却过程中优先从液相中析出碳化钒质点,起到结晶形核作用,从而细化组织,材料的硬度得到提高。钒含量为1.20%时,经990 ℃×2 h空冷淬火+250 ℃×2 h空冷回火后高铬铸铁微观组织细小均匀,磨损量较小,相较于钒含量为0%的高铬铸铁耐磨性提升。在钒含量为0.50%时,经990 ℃×2 h空冷淬火+250 ℃×2 h空冷回火后冲击性能最好,冲击吸收能量为4.95 J。

添加Sc对6013铝合金组织和硬度的影响

肖欣睿, 孙涛, 邓国勇, 彭洁, 苏海, 黎汝栋, 周杰, 王和斌

2023, 48(8): 16-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.003

摘要 ( 31 )

PDF (5055KB) ( 28 )

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及硬度测试,研究了添加Sc对6013铝合金铸态、均匀态以及固溶处理后的显微组织及硬度的影响。结果表明,添加0.4%Sc对6013铝合金的晶粒有明显的细化作用;均匀化后,大量第二相溶入基体,第二相更加均匀地分布于基体上,添加Sc后可明显发现基体上的第二相粒子减少,生成A1₃Sc在晶界析出,起到钉扎晶界、细化晶粒的作用;添加0.4%Sc可抑制再结晶,固溶后含0.4%Sc合金的硬度整体上高于未添加稀土Sc的合金。

稀土Ce对BT80s-5Cr油井管钢组织及第二相析出的影响

韩强, 许涛, 李涛, 贾欣, 孙昭琦, 白岩松

2023, 48(8): 24-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.004

摘要 ( 27 )

PDF (3648KB) ( 28 )

通过加入不同含量的稀土Ce,研究了稀土Ce对BT80s-5Cr油井管钢组织及第二相析出的影响。采用金相显微镜对淬火后原奥氏体晶粒度进行了分析;利用SEM、XRD、TEM对热处理后的微观组织和第二相进行了观察及分析。结果表明,试验钢经900 ℃保温50 min水淬后,随着稀土Ce含量从0增加至0.012%,原始奥氏体晶粒平均尺寸由14.21 μm下降到了11.06 μm,稀土Ce含量为0.0025%时,晶粒分布最为均匀,且6~15 μm范围内的晶粒占比60.26%。稀土加入后细化了原奥氏体晶粒,并使组织更为均匀。淬火钢经690 ℃回火90 min后组织为回火索氏体+回火托氏体的混合组织。随着稀土Ce含量从0增加至0.012%,碳化物析出量减少,稀土的加入抑制了碳化物的析出;碳化物的类型主要为Cr₂₃C₆、Cr₇C₃,稀土Ce的加入不改变碳化物的类型;Ce含量为0.012% 时,碳化物在晶界处由连续分布转变为断续的团簇分布。

Al含量及时效时间对Mg-Al系镁合金力学性能和阻尼能力的影响

吴洋, 钱亚锋, 赵言辉

2023, 48(8): 30-34. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.005

摘要 ( 34 )

PDF (2804KB) ( 37 )

利用金相显微镜、动态力学分析仪研究了铝含量及时效时间对Mg-Al系镁合金组织性能的影响。结果表明,随着Al含量和时效时间的增加,β-Mg₁₇Al₁₂相体积分数不断增加,Mg-Al系合金的强度不断升高;由于AZ31镁合金具有更少的溶质原子和更大的晶粒尺寸,其阻尼能力均高于AZ61和AZ80合金;随时效时间延长,β-Mg₁₇Al₁₂含量增加,Mg-Al系合金的阻尼能力升高。Mg-Al系镁合金的阻尼能力整体趋势随着温度升高而升高,由于晶界滑移(GBS)的发生,阻尼能力在250 ℃以上明显提升,且时效态AZ80镁合金在330 ℃附近出现阻尼峰。

含钒中锰热成形钢的高温力学性能

魏成实, 贾涓, 王贞, 葛锐, 刘静

2023, 48(8): 35-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.006

摘要 ( 39 )

PDF (5749KB) ( 21 )

采用Gleeble3500热模拟试验机对一种含钒中锰热成形钢进行了热模拟拉伸试验。观察了高温拉伸断口形貌和断口附近的显微组织,研究了拉伸温度和均热温度对中锰热成形钢高温力学性能的影响规律与机理。结果表明,经960 ℃与1200 ℃均热拉伸时,试验钢分别在830 ℃和 850 ℃出现塑性低谷,此时断面收缩率分别为79.8%和58.4%。960 ℃均热830 ℃拉伸后含有较多较大的夹杂和析出颗粒,但由于原奥氏体晶粒较小,具有较好的塑性,拉伸断口为韧窝形貌。1200 ℃均热850 ℃拉伸后夹杂与析出颗粒相对较少较小,原奥氏体晶粒较大,塑性相对较差。

4330-Nb抽油杆用钢的连续冷却转变特性分析

孙晓冉, 王程明, 赵楠, 白丽娟, 郑文跃

2023, 48(8): 42-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.007

摘要 ( 33 )

PDF (3519KB) ( 34 )

采用静态CCT曲线,结合金相、硬度表征方法,研究了4330-Nb抽油杆用钢过冷奥氏体连续冷却转变特性。结果表明,4330-Nb抽油杆用钢在连续冷却过程中,CCT曲线呈现3个转变区,各自独立、互不连接,高温转变区较小,主要是Nb、Cr、Ni、Mn等多种合金元素综合作用的结果。硬度随冷速增加呈现上升段至平稳段的变化趋势,与微观组织变化趋势相吻合。当冷速<0.2 ℃/s时,微观组织呈现带状分布,主要跟缓冷和C、Si、Mn、Cr、Ni等元素的带状偏聚有关。因此,4330-Nb抽油杆用钢想要获取均匀的微观组织,热轧后冷却阶段宜选择快冷方式,生产上可采用调质工艺来获取优良的性能。

Cr8支承辊用钢的连续冷却过程相变行为

郭亚非, 李志龙, 张博, 李洁, 庞庆海

2023, 48(8): 47-51. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.008

摘要 ( 52 )

PDF (4443KB) ( 33 )

为探究Cr8支承辊用钢在连续冷却过程的相变行为,采用Formastor-FⅡ全自动相变仪测定其在不同冷速下的相变参数,结合热膨胀法和金相法建立CCT 曲线,分析了不同冷速对其组织及硬度的影响。结果表明,在2~60 ℃/min区间内,Cr8支承辊用钢显微硬度随着冷速增加而逐渐增加,硬度值由238 HV2升高至570 HV2。当冷却速率小于8 ℃/min时,过冷奥氏体转变为含有珠光体的混合组织;冷却速率在8~60 ℃/min之间时,珠光体转变消失,过冷奥氏体转变为硬度较高的贝氏体+马氏体或单独的马氏体组织。相比于Cr5钢,Cr8支承辊用钢的过冷奥氏体具有更好的稳定性,拥有较低的临界冷却速率和良好的力学性能,是制造大型支承辊锻件的理想材料。

Inconel625合金的热变形行为及热加工图

张继舜, 廖振洋, 杨钢, 唐正焮, 陈其为, 孔荣宗

2023, 48(8): 52-57. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.009

摘要 ( 44 )

PDF (4150KB) ( 43 )

采用Gleeble-3800热模拟试验机开展了Inconel625合金变形温度为950~1200 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1的热压缩试验,分析了其热变形行为和不同变形条件下的微观组织演化,构建了Inconel625合金的热加工图。结果表明,Inconel625合金的流变应力随应变速率增加而升高,随变形温度升高而降低;变形温度越高、压缩应变速率越低,越容易发生动态再结晶。Inconel625合金最佳热加工工艺参数范围为变形温度1010~1050 ℃,应变速率0.01~0.13 s^-1。

超深井V170级高强钢的热变形行为

牛宁涛, 王云开, 李云杰, 王超, 康健, 袁国

2023, 48(8): 58-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.010

摘要 ( 26 )

PDF (3602KB) ( 27 )

根据传统非API标准的油井管套管的化学成分,自主设计了一种V170级超深井油井管套管钢。热模拟试样取自试验钢热轧后的轧板,利用MMS-300多功能热力模拟试验机进行热模拟压缩试验,研究试验钢在应变速率分别为0.01、0.1、1、5、10 s^-1,变形温度分别为800、900、950、1000、1100 ℃条件下的热压缩变形行为。结果表明,该材料软化机制主要为动态回复以及动态再结晶,在高的变形温度及低的应变速率下更容易发生动态再结晶,这是因为温度较高时增加原子扩散、提高位错运动的驱动力,使再结晶过程更容易进行。利用Arrhenius双曲正弦函数建立试验钢峰值应力本构方程,并通过计算得到该试验钢热变形激活能Q_d=110.99 kJ/mol。

合金钢连杆在不同冷却介质中淬火后的组织与性能

齐羿, 杨建全, 焦斐

2023, 48(8): 64-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.011

摘要 ( 30 )

PDF (3715KB) ( 25 )

选择不同淬火介质包括水、淬火油、AQ251淬火液(浓度分别4%、8%、12%)作为研究对象,通过冷却特性、显微组织、硬度、拉伸性能、冲击性能等试验,结合冲击断口形貌分析以及小批量试制探伤和质量检验,分析淬火冷却介质对合金钢连杆组织与性能的影响。调质后5组试验连杆均得到回火索氏体,冷却能力越强的淬火介质得到的显微组织等级越高、硬度越高、抗拉强度越高,而冲击吸收能量相对降低;通过5组冲击试样断口微观形貌分析,均属韧性断裂;结合小批量试制探伤和质量检验,冷却能力越强的淬火介质得到试验连杆裂纹和畸变越大,产品合格率越低。因此,综合考虑各方面数据结果,可知淬火油是最佳淬火介质,具有良好的内在组织和综合力学性能,包括显微组织3级、淬火布氏硬度压痕直径平均值ø2.82 mm、回火布氏硬度压痕直径平均值ø3.83 mm、抗拉强度836.87 MPa、屈服强度705.23 MPa、断后伸长率19.13%、断面收缩率62.44%、冲击吸收能量86 J,经生产实践证明废品率2.0%,相比其他4组,淬火油综合优势更明显,实际应用中可优先考虑。

临界区淬火工艺对Cr-Ti-B系微碳钢组织及织构的影响

刘绪玮, 汪志刚, 林杰, 尹铁淇, 叶洁云, 张迎晖

2023, 48(8): 72-79. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.012

摘要 ( 24 )

PDF (6069KB) ( 22 )

采用10 ℃/s和100 ℃/s两种加热速率对Cr-Ti-B系微碳钢进行不同温度的临界区淬火处理,到温后保温90 s,分析了加热速率和淬火温度对微碳钢组织的影响规律,并探讨了相变对基体织构的影响机制。结果表明,经10 ℃/s加热,在低临界区淬火温度(780 ℃)时,马氏体呈岛状分布,随淬火温度升高,出现马氏体和贝氏体的复合组织。经100 ℃/s加热,在低临界区淬火温度(780 ℃)时,马氏体呈链状分布,随淬火温度升高,出现呈网状分布的马氏体。加热速率会明显影响加热过程中的奥氏体形核,慢速加热时主要在铁素体晶界处形核,而快速加热时在珠光体内部形核。10 ℃/s加热下的试样在830 ℃具有较强的γ织构和较弱的Goss织构,而100 ℃/s加热下的试样在830 ℃具有较强的Goss织构和较弱的γ织构。淬火过程中{110}取向晶粒发生选择性相变有助于削弱Goss织构。

锻造温度与正火制度对SCr415H钢混晶缺陷和硬度的影响

刘阳, 亓海全, 韩向楠, 李天然, 薛启河, 王为民, 刘安奇, 郭春成

2023, 48(8): 80-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.013

摘要 ( 33 )

PDF (5654KB) ( 30 )

针对SCr415H低合金钢锻造生产的环形零件进行连续正火处理时出现了硬度偏低和混晶缺陷,以1150、1200和1230 ℃锻造温度下的实物作为试料,自试料截取试样作常规正火和两段式冷却正火,常规正火加热温度为870、900、950和1000 ℃及保温时间90 min,在两段式正火加热温度950、1000和1050 ℃保温60 min后取出试样,转移至预热至870 ℃和900 ℃的箱式炉继续保温30 min 后空冷。结果表明,针对SCr415H钢在实际生产中出现的硬度偏低和混晶缺陷,常规正火可采用锻造温度1200 ℃,正火加热温度900 ℃的热加工规范;两段式正火工艺参数为锻造温度1200 ℃,第一段加热温度1000 ℃,第二段加热温度870~900 ℃。考虑到生产效率、炉体寿命等生产实际,优选热加工工艺为锻造温度1200 ℃,正火温度900 ℃,由此,研究结果对于指导SCr415H钢的锻造、热处理生产有重要的实用意义。

贝氏体基高硅高钒高速钢等温淬火制备及组织特点

张志勇, 石如星, 殷立涛, 庞庆海, 冷婉晴, 徐流杰

2023, 48(8): 87-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.014

摘要 ( 29 )

PDF (4313KB) ( 55 )

采用砂型铸造方法制备高硅高钒高速钢,研究等温淬火温度对高硅高钒高速钢纳米贝氏体组织转变的影响。结果表明,通过提高硅含量至2.14%(质量分数),可以抑制贝氏体铁素体中渗碳体的析出,获得纳米贝氏体基体组织。贝氏体组织随等温淬火温度降低得到细化。等温淬火温度从300 ℃降低到250 ℃,贝氏体铁素体平均厚度降低30%,薄膜状残留奥氏体平均厚度降低27%,而从250 ℃到200 ℃,组织厚度则没有下降。随等温淬火温度降低,贝氏体转化量升高,贝氏体转变时间延长。等温淬火温度由300 ℃降低至250、200 ℃,残留奥氏体含量分别降低了34.7%、60.9%,贝氏体转变时间由300 ℃的84 h延长至200 ℃的96 h以上。

等温温度对超低碳贝氏体钢组织和硬度的影响

孙婷婷, 陈伟丽, 贾子龙

2023, 48(8): 94-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.015

摘要 ( 38 )

PDF (3776KB) ( 41 )

采用L78型淬火膨胀仪、硬度计、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)等分析方法,研究了等温温度对超低碳贝氏体钢组织转变规律及硬度的影响。结果表明,试验超低碳贝氏体钢的TTT曲线包括铁素体转变区、贝氏体转变区、珠光体转变区;在725~650 ℃等温时,组织为等轴铁素体、少量珠光体和合金碳化物;从625 ℃开始,组织转变为准多边形铁素体;在600~575 ℃等温时,铁素体呈块状和少量针状;在575 ℃以下全为超低碳贝氏体组织。随等温温度降低,试验钢的组织细小,硬度升高,但硬度变化并不明显。在725~700 ℃等温温度范围内,珠光体含量逐渐降低,在675~600 ℃等温温度范围内,贝氏体含量呈上升趋势。

固溶处理对长期服役燃机透平叶片组织和力学性能的影响

施峰, 姚伟民, 沈俭, 殷春宏, 曹琦, 洪亚光, 许辉, 丁阳

2023, 48(8): 99-105. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.016

摘要 ( 32 )

PDF (4419KB) ( 56 )

对服役约27 000 h的重型燃机透平一级动叶进行了1180 ℃×2 h/ArC(ArC:吹氩冷却)固溶处理,对比分析了此GTD111合金叶片不同区域的微观组织和力学性能变化。结果表明,叶片前缘区和中部区保持着树枝晶形态,晶界、碳化物及γ′相无明显老化。而尾缘区树枝晶消失,晶界存在粗化,碳化物明显退化,γ′相发生了粗化和筏化。叶片尾缘区硬度整体上高于前缘,在25~871 ℃下叶顶到榫头试样的抗拉强度总体上呈先增加后降低的趋势,而在982 ℃下不同位置试样的抗拉强度趋近相同。对于服役后的GTD111合金透平叶片,1180 ℃下固溶处理未能完全消除老化组织,与固溶温度较低或保温时间不足有关。

轧制方式及热处理工艺对中锰钢组织和性能的影响

彭龙生, 刘春泉, 熊芬, 张颖, 黄伟, 林英华

2023, 48(8): 106-112. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.017

摘要 ( 37 )

PDF (3912KB) ( 32 )

中锰钢Fe-0.11C-5.23Mn-1.11Al-0.10Si经不同方式(热轧(HR)、温轧(WR)和冷轧(CR))轧制后,分别进行不同工艺热处理(奥氏体逆相变(ART)和淬回火(Q&T)),研究不同轧制方式+热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明,HR+WR+ART处理试验钢的显微组织主要由板条状奥氏体和铁素体组成,同时存在少量等轴块状奥氏体组织。HR+WR+ART处理试验钢的晶粒尺寸显著减小,具有高体积分数的残留奥氏体,可产生更为广泛的TRIP效应;经HR+WR+ART和HR+WR+Q&T处理后,试验钢均表现出较好的综合性能,但前者更优,即抗拉强度为1001 MPa,屈服强度为745.7 MPa,断后伸长率为49.2%,强塑积为49.25 GPa·%。

固溶温度对轻质高锰钢组织及性能的影响

杨壹, 刘让贤, 杨浩坤, 龙骏, 韩培贤, 郑志斌

2023, 48(8): 113-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.018

摘要 ( 24 )

PDF (2181KB) ( 46 )

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度试验、摆锤式冲击试验和拉伸试验等手段对不同温度固溶后的ZGMn18Cr2-4Al轻质高锰钢的组织、力学性能进行了研究。结果表明,固溶温度为980~1150 ℃时,随着固溶温度的升高,晶界上粗大的碳化物逐渐溶解,晶粒尺寸先减小,然后增大;硬度先略微下降,然后在一个相对稳定的区间波动;冲击吸收能量则先增加后趋于平稳;屈服强度、抗拉强度和伸长率均先升高后下降。该轻质钢最佳固溶温度为1100 ℃,在该温度下综合性能最优,硬度为269 HV0.2,冲击吸收能量为160 J,强塑积为39.4 GPa·%,拉伸断口为典型的韧性断口。

T90高碳帘线钢加热过程奥氏体晶粒长大规律与数学模型

张连有, 赵卓, 车安, 李灵敏, 周艳文, 陈雪娇, 谢世绵, 吕哲

2023, 48(8): 118-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.019

摘要 ( 29 )

PDF (4098KB) ( 38 )

利用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)研究T90高碳帘线钢在不同加热温度(950～1200 ℃)和不同保温时间(0～600 s)下奥氏体晶粒长大行为,以及不同加热温度对高碳帘线钢T90微观组织的影响。结果表明,同一加热温度下,随着保温时间的延长,晶粒平均尺寸增大,但在1150 ℃和1200 ℃时晶粒长大速率相对较快,在1050 ℃和1100 ℃时生长速率相对缓慢,加热温度最好控制在1050～1100 ℃。保温时间相同时,随着加热温度的升高,奥氏体晶粒逐渐长大,1000 ℃时晶粒开始粗化;随着加热温度的升高,晶粒相互吞并长大,最终推导出T90钢奥氏体长大动力学方程。

加热和冷却条件对合金工具钢S2表面氧化与脱碳的影响

屠兴圹, 左锦中, 赵赟, 苏振伟

2023, 48(8): 124-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.020

摘要 ( 31 )

PDF (6098KB) ( 26 )

采用金相法、显微硬度、质量损失率等测量方法研究了加热温度、加热时间及冷却方式对合金工具钢S2表面氧化和脱碳的影响。结果表明,随着加热温度的升高、加热时间的增加,氧化质量损失率呈上升趋势。在相同的加热时间下,随着加热温度的升高,全脱碳层深度先增加后逐渐减少,全脱碳层在800 ℃时达到最大;总脱碳层深度在1050 ℃以下时随着加热温度的升高缓慢增加,加热温度高于1050 ℃时,总脱碳层深度增加明显,在1200 ℃时总脱碳层几乎消失,该温度下氧化烧损严重。相同的加热条件下,冷却速率越小,脱碳越严重。

GH4169高温合金的热加工工艺

吕达, 韩彦光, 崔毅, 赵英利, 陈文, 张泽峰, 嵇爽

2023, 48(8): 132-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.021

摘要 ( 40 )

PDF (3174KB) ( 56 )

通过调整工艺参数,结合力学性能和微观组织分析,研究了GH4169高温合金的热加工工艺。结果表明,均质化工艺可改善强化元素在枝晶间的偏析;开坯锻造的锻造比≥3时可改善混晶;采用中温形变热处理工艺可明显提高GH4169高温合金的力学性能,(1130~1160)℃开坯锻造+(980~1020)℃中温轧制热处理(水冷)+直接时效可提高合金的力学性能,抗拉强度可达1350 MPa,硬度可达50 HRC。

TC21钛合金锻后热处理α片层的球化及强化增塑机理

陶成, 崔霞, 欧阳德来, 蓝希鑫, 万兴才

2023, 48(8): 138-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.022

摘要 ( 64 )

PDF (4261KB) ( 20 )

对经过最佳参数多向锻造(920 ℃-0.92单道次真应变-3周期-水冷)后的TC21钛合金进行球化热处理,并对多向锻造前、后及热处理后的试样进行了拉伸性能测试,研究了不同热处理工艺参数(温度830~920 ℃,保温时间1~4 h)下锻后合金α片层组织球化(等轴化)的演变规律,并揭示了合金的强化增塑机理。结果表明,配合920 ℃-0.92单道次应变量-3周期-水冷的多向锻造后的TC21钛合金较合适的球化热处理工艺参数为890 ℃-2 h-空冷。合适的球化热处理温度和保温时间能够促进TC21钛合金α片层的球化,经较佳参数锻造及后续热处理后的合金强度和塑性显著提升,屈服强度和伸长率分别达到894.0 MPa和13.2%。经球化热处理的TC21钛合金的强化增塑机理主要为α相晶粒细化引起的细晶强化及β相中析出的针状次生α相引起的位错强化。

热加工工艺对TC6钛合金棒材组织与性能的影响

王哲, 王非, 曹恒, 王树军, 郝晓博, 张强

2023, 48(8): 144-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.023

摘要 ( 32 )

PDF (2893KB) ( 47 )

研究了热加工工艺对TC6钛合金棒材组织与力学性能的影响。结果表明,TC6钛合金在β相变点以下50 ℃热加工,ø160 mm锻坯与ø60 mm大规格棒材组织主要为等轴α相+含片状α相的转变β相。与心部相比,表层等轴α相含量较高,片层α数量及尺寸较小,且一火轧制后ø60 mm棒材心部存在沿原始β晶界分布的连续或断续的晶界α相。在经二火轧制后ø25 mm细棒变形充分,组织中未出现连续的晶界α相,且在900 ℃退火后,出现了更多的新形成的初晶,α相晶粒全部等轴化,但晶粒尺寸分布不均匀。ø60 mm大规格棒材表层强度高于心部,随着退火温度的升高,强度逐渐降低,伸长率变化较小。对于ø25 mm细棒,热轧态至800 ℃退火,随着退火温度的升高,强度逐渐降低,伸长率增加,而当继续升温至900 ℃退火,强度开始逐渐增加,伸长率逐渐降低。

退火处理对Ti6321合金显微组织与力学性能的影响

康聪, 焦振, 穆博涛, 任驰强, 高文超, 李维, 贠鹏飞, 欧阳文博

2023, 48(8): 149-153. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.024

摘要 ( 18 )

PDF (3295KB) ( 29 )

系统分析了Ti6321合金棒材在不同退火制度下的显微组织及室温拉伸、冲击性能。结果表明,当采用单重退火制度时,随着退火温度的升高,初生α相含量呈现先减少后增多再减少的趋势,原始次生α相逐渐减少,强度呈先降低后升高再降低的趋势,冲击吸收能量先降低再升高;采用多重退火制度时,随着第一阶段退火温度的升高,初生α相含量减少,强度降低,冲击吸收能量升高;随着第二阶段退火温度的升高,次生α相片层宽度增加,强度降低,冲击吸收能量升高;采取960 ℃×80 min/WQ+920 ℃×80 min/AC+550 ℃×240 min/AC三重退火制度时,合金具有最佳的强韧性匹配。

退火温度对爆炸焊接银/钢复合板中银层组织与力学性能的影响

朱磊, 魏艺斌

2023, 48(8): 154-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.025

摘要 ( 17 )

PDF (6368KB) ( 12 )

采用爆炸焊接法制备了银/钢复合板,发现结合界面呈典型的爆炸态波纹形貌。在相同的保温时间下,研究不同温度退火对复合板界面银层的组织和显微硬度及界面的剪切强度的影响。结果表明,爆炸焊接产生的波纹状旋涡区内部存在着Ag、Fe混合物,在热处理降温过程中旋涡区内部产生温度梯度,使得银层晶粒在再结晶时呈现柱状晶的生长模式。随退火温度升高,Ag、Fe原子在旋涡区内部加剧扩散,导致温度梯度消失,银层晶粒向四周均匀长大。银层硬度在爆炸态达到最大值90 HV0.1左右,退火温度超过200 ℃后,银层硬度下降36％,并对退火温度敏感性降低,平均硬度始终在60 HV0.1左右。复合板的界面剪切强度在爆炸态达到最大的238 MPa,随退火温度升高,剪切强度降低,温度达到500 ℃后,剪切强度稳定在150 MPa左右,相比爆炸态强度下降37％。

退火工艺对7X50铝合金丝材组织与自然时效性能的影响

周泽宇, 韩明明, 肖翔, 付金来

2023, 48(8): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.026

摘要 ( 19 )

PDF (3764KB) ( 21 )

7X50铝合金丝材在制备过程中通常经历中间退火-冷拉拔-冷镦等中间工艺过程,经单级退火后的丝材经常发生自然时效,强度上升,严重影响再次拉拔成型。采用光学显微镜、透射电镜、电子拉力试验机等手段对单级、双级中间退火后7X50铝合金丝材组织和性能进行分析。结果表明,丝材经404 ℃×2 h单级退火后组织发生部分再结晶,强度由退火前的235 MPa下降至188 MPa,并且在270 d停放后强度增加至244 MPa,发生明显自然时效硬化效应;丝材经404 ℃×2 h+233 ℃×4 h双级退火后,组织发生部分再结晶,强度下降至173 MPa,在270 d停放过程中不发生明显自然时效硬化效应。第二级233 ℃×4 h退火保温过程中促进了AlZnMgCu相和含Mg、Zn相析出和长大,消耗了大量Zn、Mg元素,有效消除了停放过程中的自然时效硬化效应。

热处理对高速列车用7005铝合金焊接接头应力腐蚀敏感性的影响

张明鲲, 杨敏, 王宇, 赵祥, 井德强

2023, 48(8): 166-171. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.027

摘要 ( 21 )

PDF (3291KB) ( 16 )

采用慢应变速率拉伸试验,结合微观组织分析和断裂特征分析,研究了T6和回归再时效(RRA)热处理对7005铝合金焊接接头应力腐蚀敏感性的影响。结果表明,经T6及RRA热处理后,接头抗应力腐蚀开裂能力均得到提高,RRA热处理后接头的应力腐蚀敏感性指数显著降低,由焊态的0.37降低至0.05。RRA热处理接头的微观组织均匀,接头的抗拉强度和断后伸长率分别由焊态的329 MPa和6.8%提高至341 MPa和8.8%。因此RRA热处理可显著提高接头的力学性能和抗应力腐蚀开裂能力。

激光增材制造6061铝合金热处理及强韧机理

陈文涛, 尹靖, 王春艳, 胡桂领

2023, 48(8): 172-178. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.028

摘要 ( 50 )

PDF (3502KB) ( 18 )

采用激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion, LPBF)增材制造技术对6061铝合金进行制备成形。首先采用基板预热处理获得了无裂纹缺陷的打印试样,随后对打印合金进行热处理,并对比分析不同热处理工艺制度对合金组织性能的影响规律。结果表明,在直接打印(As printed, AP)状态下,合金元素以过饱和固溶体的形式存在于基体中,合金的抗拉强度仅为249 MPa。在固溶处理(Solution treatment, ST)+人工时效(Aging treatment, AT)和直接AT工艺下,铝合金的力学性能明显提升。其中,直接AT处理后,6061铝合金同时具备良好的强度和塑性,抗拉强度和伸长率分别为359 MPa和12.5%;而ST+AT处理后,合金强度升高至377 MPa,伸长率略有降低,为10.1%。AT处理有利于促进细针状Mg₂Si相在基体内弥散析出,通过析出强化效应,合金抗拉强度得到明显提高。

天然气热处理炉温度均匀性对铝合金铸造轮毂力学性能的影响

张艳新, 阿拉腾, 赵磊, 李佳筱, 周喆, 吕金旗

2023, 48(8): 179-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.029

摘要 ( 23 )

PDF (2663KB) ( 15 )

以海外新建汽车铝合金轮毂厂的天然气热处理炉为例,考虑炉温均匀性的影响,对铝合金轮毂进行热处理工艺验证。炉温均匀性优化前后,分别测试了铝合金轮毂的力学性能和显微组织。结果表明,接近烧嘴的A层轮毂断后伸长率较低,显微组织出现Al-Si共晶颗粒粗化现象;底部的C层轮毂,与最上的A层和中间的B层相比较,力学性能最差,Al-Si共晶组织球化不足。炉温均匀性优化后,通过力学性能和显微组织检验,各层样品未出现明显差异,符合产品技术要求。

30CrMnSi钢离子渗氮-激光淬火复合处理改性层的性能

李玲, 刘旭科, 孟庆宇, 刘少军, 李陶陶, 高阳

2023, 48(8): 185-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.030

摘要 ( 24 )

PDF (3587KB) ( 24 )

为了获得一种耐蚀性和耐磨性兼具的表面改性工艺,对30CrMnSi钢离子渗氮-激光淬火复合处理工艺进行了研究,先对试件进行离子渗氮处理,再使用激光扫描表面进行淬火处理,随后在试件上线切割标准检测试样,进行显微组织观察、硬度检测、摩擦磨损和耐蚀试验。结果表明,离子渗氮-激光淬火复合处理试样显微组织由表面隐晶马氏体组织逐渐过渡为心部回火索氏体组织,改性层厚度达到离子渗氮处理的2倍以上,表面硬度可提高50 HV;离子渗氮-激光淬火复合处理工艺有效提升了次表层组织的硬度和厚度,能够提高材料的耐磨损性能;离子渗氮-激光淬火复合处理改性层的耐蚀性相较于离子渗氮处理的较差。

SWRCH35K冷镦钢的球化退火工艺

田伟, 王兴, 支旭波, 陈宗乐

2023, 48(8): 190-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.031

摘要 ( 65 )

PDF (2579KB) ( 28 )

为改善SWRCH35K钢的球化组织质量以提高其冷镦性能,并实现热轧后在线退火调控,通过热力学模拟得出SWRCH35K钢的相变点,采用等温球化退火、高温回火和高温回火+等温球化退火分别对热轧材进行热处理。结果表明:等温球化退火后形成的粒状珠光体组织中存在部分长片状碳化物,同时加热温度在两相区的高温段由于先共析铁素体的再析出导致碳化物分布不均匀,并在790 ℃有片状珠光体生成;高温回火可以使片状珠光体中的碳化物转变成粒状,但粒状碳化物存在分布不均匀的现象;高温回火+等温球化退火得到的粒状珠光体组织良好,碳化物分布均匀且未发现明显的长片状碳化物,其最佳的热处理制度为685 ℃×1.5 h空冷+740 ℃×0.5 h炉冷至685 ℃×3 h空冷。

淬火配分处理对30CrNi3MoV钢微观组织和性能的影响

赵倩, 乔志霞, 张亚然, 董纪, 薛冬阳

2023, 48(8): 194-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.032

摘要 ( 31 )

PDF (3675KB) ( 42 )

组织调控是优化低合金高强钢力学性能的常用方法。通过透射电镜(TEM)对30CrNi3MoV钢淬火配分后的组织进行分析,同时采用单轴拉伸测试30CrNi3MoV钢的力学性能。结果表明,淬火配分处理后30CrNi3MoV钢的组织由马氏体、贝氏体及少量残留奥氏体构成。配分温度影响组织中碳化物尺寸和各相的相对含量及性能。

淬火保温时间对FB2耐热钢组织与性能的影响

赵吉庆, 杨钢, 殷会芳

2023, 48(8): 199-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.033

摘要 ( 22 )

PDF (3256KB) ( 58 )

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同淬火保温时间下淬火及回火后的FB2马氏体耐热钢进行显微组织观察,并通过室温拉伸和冲击试验对不同淬火保温时间下热处理后FB2钢的强度、塑性、冲击吸收能量及硬度进行了测试。结果表明,在1100 ℃淬火,保温时间为1~8 h时,FB2钢的强度、塑性及硬度变化不大,冲击吸收能量随着保温时间的延长而降低。淬火保温时间为8~16 h时,随着保温时间的延长,FB2钢的强度和塑性变化不大,硬度下降,冲击吸收能量上升。随着淬火保温时间在1~8 h范围内增加,FB2钢的原奥氏体晶粒尺寸不断增加,未溶碳化物数量减少,合金元素扩散不均匀,回火后的晶界碳化物粗化程度增加,而当保温时间延长为16 h时仍有碳化物未固溶,晶界及晶内各级界面上碳化物尺寸没有明显差异。

厚规格耐磨钢厚度方向的硬度分布与控制

沈彬彬, 方金林

2023, 48(8): 205-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.034

摘要 ( 33 )

PDF (1949KB) ( 30 )

通过开发淬火机冷却控制程序,提高了淬火机高压段冷却能力。通过不同工艺下厚规格耐磨钢淬火过程温度测定,结合显微组织及厚度方向硬度的变化规律,系统研究了淬火温度和冷却速度对钢板厚度方向硬度的影响。结果表明,增加淬火机高压段冷却水流量可以明显提高冷却速度,钢板厚度中心位置出现马氏体-贝氏体复相组织,有效提高了耐磨钢厚度方向的硬度。

商用汽车车轮用珠光体钢和双相钢的研究现状

周琳君, 李林泽, 田亚强, 代鑫, 陈连生

2023, 48(8): 209-218. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.035

摘要 ( 22 )

PDF (2065KB) ( 43 )

珠光体钢和双相钢广泛用于汽车车轮,珠光体钢韧性较好但强度不足,双相钢强度高但韧性不足。系统归纳了商用汽车车轮用珠光体钢和双相钢的研究现状,介绍了合金元素对二者力学性能的作用,揭示了轧制工艺、热处理工艺和焊接工艺等对其性能变化的影响机理,并展望了两种钢的未来研究方向,以期为今后商用汽车车轮用钢开发和安全服役提供参考。

10.9级紧固件用贝氏体型非调质冷镦钢的研究现状

黄志国, 曹永政, 李艳艳, 蒋波

2023, 48(8): 219-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.036

摘要 ( 26 )

PDF (1978KB) ( 46 )

综述了紧固件用非调质冷镦钢的发展现状,从晶粒细化、位错强化等方面深入探讨其强韧性机理,阐明冷镦钢轧材和深加工紧固件的组织性能调控关键。最后总结了现阶段非调质冷镦钢发展趋势和研究重点,旨在为10.9级高强度非调质冷镦钢的研发和生产提供理论依据。

面心立方高熵合金中层错能对变形机制的影响

张波, 李杰, 吴凯迪, 牛利冲, 万德成, 冯运莉

2023, 48(8): 225-234. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.037

摘要 ( 38 )

PDF (4336KB) ( 58 )

高熵合金可以通过改变合金元素种类及配比等方法,调控合金体系的层错能及相稳定性,进而改变合金塑性变形机制,最终获得优异的综合力学性能。综述了面心立方高熵合金中影响层错能的因素,以及层错能对变形机制的影响,对通过调整层错能改变变形机制的激活顺序,进而影响力学性能的方法进行了展望。

基于卡尔曼滤波的模糊PID热处理温度控制系统的设计

李光保, 高栋, 路勇, 平昊, 周愿愿

2023, 48(8): 235-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.038

摘要 ( 23 )

PDF (4184KB) ( 13 )

针对航天复杂铸造零件热处理工艺中温度控制存在的滞后性、超调量、易干扰、响应速度慢等问题,提出了一种基于卡尔曼滤波的模糊PID(Proportional-integral-derivative)温度控制方法,采用粒子群算法(PSO)实现PID控制器的参数优化,通过卡尔曼滤波完成对于测量噪声的滤波,最后基于模糊策略实现温度控制的快速响应和超调控制,通过对模糊PID控制进行研究,分析其模糊规则并且进行模糊推理,根据热处理工艺温度控制要求,按照其推理规则,选取最适合的控制因子。通过运用MATLAB软件进行仿真对比,证明了设计的热处理温度控制系统准确性得到较大的提高,系统的鲁棒性较好,响应速度明显提升,超调量减小,调节时间变短,对干扰也有较强的抑制作用。

热处理对GCr15轴承钢火焰喷涂+感应重熔复合熔涂层组织与性能的影响

张玺, 张浩然, 解芳, 闫基森, 武冰冰, 孔凡校

2023, 48(8): 242-247. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.039

摘要 ( 35 )

PDF (3647KB) ( 49 )

以镍铬硼硅合金粉末(HG-201)为喷涂材料,采用火焰喷涂+感应重熔之复合熔涂技术,在GCr15轴承钢表面制备熔涂层并对其进行不同热处理。采用SEM、OM、显微硬度测试及冲击试验研究了不同热处理工艺对熔涂层的微观组织、界面形貌、显微硬度、冲击性能及冲击断口形貌的影响。结果表明,复合熔涂处理可细化GCr15钢的晶粒,提高其显微硬度和冲击性能,平均冲击吸收能量比常规淬火GCr15钢提高335.85%;经等温淬火、等温淬火+回火处理后,复合熔涂GCr15钢组织内的残留奥氏体和内应力进一步消除,但显微硬度和冲击性能稍有下降,熔涂层冲击断口均表现为准解理断口的小晶面断裂方式。

扫描速度对高速激光熔覆316L不锈钢涂层组织与性能的影响

何炜, 王燕燕, 舒林森

2023, 48(8): 248-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.040

摘要 ( 49 )

PDF (3820KB) ( 53 )

采用高速激光熔覆技术在27SiMn钢基体上制备了316L不锈钢涂层,对熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行测试分析。研究了扫描速度对高速激光熔覆层的显微组织及性能的影响。结果表明,当扫描速度为75 mm/s时,涂层的宏观质量和冶金结合效果最好;涂层组织均匀,结合部以胞状晶为主,中上部以柱状晶和无次级晶臂的等轴枝晶为主,随着扫描速度的增大,晶粒明显细化;当扫描速度为105 mm/s时,较于45 mm/s的涂层,显微硬度由210.4 HV0.5提升至391.5 HV0.5,硬度提升了1.87倍;涂层的摩擦因数为0.521,磨损量为2 mg。因此,扫描速度的提高能够显著改善涂层的宏观性能,高扫描速度下的细晶强化,提高了涂层的显微硬度和耐磨损性能。

磁场辅助TA15钛合金表面热浸铝镀层的组织性能

李勇, 王秋林, 门正兴, 赵玉林, 张宏

2023, 48(8): 254-259. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.041

摘要 ( 24 )

PDF (2827KB) ( 15 )

研究了TA15钛合金在交变电磁场作用下表面热浸铝镀层的组织与性能,并在800 ℃高温下进行热扩散处理。采用能谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪分析镀层的形貌、微观结构以及微区元素分布,利用显微硬度计测试了镀层的显微硬度。结果表明,在热浸铝过程中施加电流强度在15 A和20 A的交变电磁场及热扩散处理后,镀层与基体结合良好,未发现明显裂纹,气孔和空洞的生成明显减少,同时缩短了浸镀时间,加快生产周期。当电流强度在15 A和20 A时,结合区硬度最高可达518.7 HV0.2,当电流强度增大到25 A时,电磁搅拌作用急剧增大,未能得到高质量的镀层。

牵引电机关键部件铜导条失效分析

陆吉平, 杨川, 崔国栋, 马骥, 张程菘, 郭旗扬, 陈大志

2023, 48(8): 260-264. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.042

摘要 ( 26 )

PDF (2795KB) ( 44 )

某HXN5机车5GEB32B1型牵引电机,在使用过程中发生多起电机转子铜导条断裂事故。通过化学成分测试、金相检测、拉伸性能测定和断口形貌分析等手段,对导条断裂原因进行分析,并提出了相应改进措施。结果表明,导条的化学成分、组织以及性能均满足相关标准要求,断裂机制属于疲劳断裂+蠕变断裂。断裂导条上观察到明显的疲劳条带,并且导条断裂后与锭子发生剧烈摩擦,使周围导条和整个电机温度上升,导致导条在较高温度下和长时间承受各类载荷而发生蠕变。

酸气后冷器封头开裂原因分析

刘民, 鲁美朋, 刘嘉晨, 顾宝兰, 郭静, 孙跃军, 宋明

2023, 48(8): 265-271. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.043

摘要 ( 29 )

PDF (6313KB) ( 17 )

某天然气净化厂酸气后冷器浮头式封头内壁出现鼓包和裂纹,采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验、能谱分析、断口分析及EBSD测试等方法,对鼓包和裂纹产生的原因进行了分析。结果表明,封头内壁鼓包和开裂为氢鼓包(HB)和氢致开裂(HIC)。由于该封头材料(20g钢)显微组织沿轧制方向呈(铁素体+珠光体)带状分布,且在1/2板厚位置存在因元素偏析所致的贝氏体组织和较多MnS夹杂物,而该封头的服役环境中含有湿H₂S介质,与钢材发生电化学反应后产生了氢,氢在板厚1/2缺陷处聚集,导致了封头内壁的鼓包和开裂。

ER70S-6钢盘条冷拔断裂原因分析及工艺优化措施

范振霞, 张育明, 董庆, 赵昊乾, 李亚硕, 魏巧灵

2023, 48(8): 272-275. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.044

摘要 ( 39 )

PDF (2513KB) ( 30 )

ER70S-6钢ø6.5 mm热轧盘条在冷拔中断裂,采用化学成分、力学性能以及显微组织检验测试了该批次盘条。结果表明,盘条中心存在马氏体组织、边部存在贝氏体组织是造成拉拔断裂的原因。通过进精轧温度由960 ℃降至920 ℃以及保温罩长度增加5 m,可有效减少心部马氏体的产生,避免边部贝氏体的产生,从而消除冷拔断裂现象。

30CrMnSiA钢结构件低温断裂失效分析

郭强, 迟克刚

2023, 48(8): 276-279. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.045

摘要 ( 32 )

PDF (2169KB) ( 32 )

30CrMnSiA钢结构件在低温环境中在冲击载荷下发生了断裂。通过扫描电镜、金相显微镜、电感耦合等离子光谱仪(ICP)、硬度测试、拉伸试验、冲击试验等方法对断口形貌、显微组织和夹杂物、化学成分、硬度、拉伸性能和冲击性能等进行了测试分析。结果表明,调质处理过程中实际回火温度低于工艺要求的温度,导致30CrMnSiA钢组织全部转变成回火马氏体;回火马氏体在-40 ℃下冲击吸收能量较低,是导致-40 ℃低温环境中冲击作用下发生脆性断裂的主要原因;硫化物和硅酸盐等非金属夹杂物等级超过了设计要求,大量的夹杂物促进裂纹快速萌生和扩展。

石油钻具用4145高强钢缺陷原因分析和改进措施

凌文丹, 王锦永, 高杰, 齐希伦, 陈明义, 陈新河

2023, 48(8): 280-285. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.046

摘要 ( 26 )

PDF (3171KB) ( 23 )

对高强度4145钢的成形和热处理工艺进行了开发,在生产和研究过程中产生了两类缺陷。对缺陷的宏观特征和微观特征进行了对比,分析了产生的原因,并且提出了应对措施。结果表明,1号类型缺陷与钢管的轴线方向呈一定夹角,深度约0.9 mm,脱碳层厚度0.090~0.157 mm,是轧制成形过程中由于轧制工具表面质量差导致的折叠;2号类型缺陷垂直于钢管轴线,裂透或者深度超过2 mm,脱碳层厚度不大于0.1 mm,是淬火冷速过快导致的淬火裂纹。通过控制轧制成形工具质量解决了轧制缺陷,通过优化化学成分和淬火工艺解决了淬火裂纹缺陷。经过检测验证,采用改进措施生产的钢管质量合格。

20Cr1Mo1VNbTiB钢高温紧固螺栓失效分析

黄江, 牟申周, 王静, 陶亮, 黄桥生, 王学

2023, 48(8): 286-290. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.047

摘要 ( 28 )

PDF (3872KB) ( 24 )

某超临界机组用20Cr1Mo1VNbTiB钢高温螺栓出现了早期断裂,对断裂的宏观和微观特征进行了观察,分析了螺栓老化状况,探讨其失效原因。结果表明,20Cr1Mo1VNbTiB钢螺栓经高温运行后,碳化物聚集长大不明显,抗拉强度和硬度没有明显下降,但冲击性能明显降低,可见螺栓断裂失效与老化无关。装配时的预紧力过大,加速了螺栓的蠕变损伤,根据断口形貌判定其断裂性质为高温蠕变断裂。

减速机盖板法兰高温合金螺栓失效分析

敬东

2023, 48(8): 291-294. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.048

摘要 ( 35 )

PDF (3071KB) ( 30 )

在非正常寿命周期内,某公司减速机盖板出现了压盖法兰镍基合金螺栓断裂事故。经过尺寸测量和受力变形分析,确认了螺栓断裂的先后顺序。进一步对首断件进行理化分析确认,螺栓的断裂呈脆性断裂,与制造过程中热处理不当,组织存在大量回复再结晶不完全的纤维组织有关。

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