燃油-液压油散热器泄漏失效分析

燃油-液压油散热器在使用过程中发生了泄漏。通过宏微观形貌观察、金相检查和焊缝熔深测试,确定了燃油-液压油散热器的泄漏性质及原因。结果表明:出口封头与壳体焊缝处的周向裂纹为疲劳裂纹,未焊合焊接缺陷的存在是导致其疲劳开裂的原因;壳体拼接焊缝处的轴向裂纹也为疲劳裂纹,焊接气孔缺陷的存在和焊缝熔深不足是导致其疲劳开裂的原因。燃油-液压油散热器泄漏是由于出口封头与壳体焊缝发生疲劳开裂造成的,壳体拼接焊缝发生疲劳开裂会造成壳体表面出现鼓胀,进一步增加了出口封头与壳体焊缝处的张应力,对最终的散热器泄漏起到促进作用。

3D打印两相钛合金组织性能研究现状

3D打印成型技术由于快速性、低成本、高集成化、适用于加工复杂零件等显著优点,近几年来得到快速发展,但是目前还存在许多不足,如精度不高、材料性能不稳定等。随着3D打印两相钛合金的应用越来越广泛,国内外针对3D打印两相钛合金的研究也逐渐深入和成熟,通过指导工艺的改进方向来提高其综合性能。本研究针对3D打印中激光快速成型和电子束熔化成型两种技术的工艺进行分析,阐释不同成型工艺条件下两相钛合金宏微观组织特征、力学性能特点,得出打印成型工艺参数、热处理工艺等因素对其影响,为3D打印两相钛合金工程化应用提供借鉴。

飞机水平安定面后梁中段裂纹原因分析

在使用过程中,飞机水平安定面后梁中段出现裂纹。通过宏微观形貌观察、微区成分分析、金相检查和硬度测试,确定了水平安定面后梁中段的裂纹性质及失效原因。结果表明:后梁中段裂纹性质为剥层腐蚀裂纹,水平安定面后梁中段铆钉区腹板与后梁下缘条之间以及凸台与机身之间发生磨损导致剥层腐蚀裂纹。建议水平安定面后梁中段铆钉区腹板与后梁下缘条之间以及凸台与机身之间连接增加垫片,防止直接接触,并且对材料进行表面防护。

激光快速成型FGH96高温合金的显微组织及缺陷分析

以激光快速成型FGH96粉末高温合金为研究对象,采用光学及扫描电子显微镜对沉积态与固溶时效后的显微组织结构进行表征,并分析微观组织与缺陷的特征及形成原因;对两种状态试样进行室温拉伸试验,对比二者的力学性能,并采用体式显微镜及扫描电子显微镜对断口进行观察,分析断裂特征。结果显示:激光快速成型FGH96沉积态组织主要为垂直于熔覆界面的柱状晶,晶内为细密树枝晶,碳化物聚集于枝晶间;重熔区内枝晶结构明显粗大,显示为白亮色;激光快速成型FGH96材料中的主要缺陷为微裂纹,沉积态微裂纹存在于枝晶间,并沿晶界扩展;固溶时效后为典型沿晶裂纹;固溶时效后,FGH96中碳化物减少,组织更加均匀,晶粒尺寸减小,力学性能较沉积态有所提高。

某手动传动薄壁直齿轮的失效原因

某手动传动薄壁直齿轮未经装机使用便在齿间发现了多条裂纹,对裂纹形貌、断口特征进行了分析,从设计、加工、装配等过程对失效原因进行了排查。结果表明:该传动直齿轮出现的裂纹为振动疲劳所致,直齿轮产生振动的原因是其在磨削加工时的夹具选择不当,使齿轮产生倾斜,给直齿轮施加了一个轴向分力,导致直齿轮发生共振;通过更改夹具结构,采用夹辐板的装夹方式可以有效避免该类裂纹的出现。

汽车底盘内半轴断裂分析

卡车仅行驶数百公里就发生3起内半轴断裂故障。采用断口宏微观分析、金相组织及硬度检查等手段对内半轴断裂性质进行了分析,并借助有限元方法对内半轴断裂过程和原因进行了讨论。结果表明:内半轴首先在花键根部发生了大应力的扭转疲劳开裂,最终沿半轴横向扭转剪切断裂;内半轴反复承受过大扭矩作用是其纵向疲劳开裂的根本原因,花键槽底存在小的加工台阶引起的应力集中,半轴纵向存在大量非金属夹杂物都对疲劳性能不利。通过提高内半轴强度水平和冶金质量,优化底盘设计平衡分配桥间扭矩,以及通过结构优化降低内半轴应力集中水平等综合改进可以避免此类故障。

高温轴承钢滚珠早期失效原因分析

轴承在运行159 min时出现异常,拆解后检查发现1粒滚珠表面存在裂纹,内圈、外圈等处未见明显异常。通过对滚珠外观进行观察,对裂纹断口进行宏微观观察、能谱分析、材料显微组织、硬度等进行检测分析,确定了失效性质,并对其失效原因进行了分析。结果表明:故障滚珠失效性质为疲劳开裂;原材料铸造孔洞缺陷在后续加工过程中被拉长、压扁而保存下来,并以微裂纹形式存在于钢材内部成为疲劳源,最终导致了疲劳失效,该孔洞缺陷是在电渣熔炼过程中形成且后续未被切除干净的残余缩孔。

铝铜真空固相扩散焊焊缝微观组织研究

复合罩体零件由T2铜罩和7A09铝罩经过真空固相扩散焊连接成形。综合运用金相显微镜、显微维氏硬度计、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪对焊缝微观组织结构进行研究。结果表明:焊缝由多种脆性相组成,焊缝与母材之间形成了明显的扩散层,焊缝及扩散层宽度约0.3 mm;两侧扩散层宽度及组织呈明显差异,铝侧扩散层宽度远大于铜侧扩散层,在铝侧扩散层生成了以网状特征为主的脆性相,并在焊接温度和应力的共同作用下晶粒发生了动态再结晶,扩散层与焊缝组织呈明显的过渡梯度,铜侧扩散层生成了致密带状脆性相,过渡梯度不明显。

多轴复杂应力形式下TB6高强钛合金耳片的微动疲劳断裂研究

本实验研究了TB6高强钛合金在拉-扭多轴应力条件下的微动疲劳断裂机理,并结合宏微观观察、残余应力测试、计算机模拟分析了不同工艺条件的耳片在拉-扭疲劳试验应力下的微动疲劳寿命差异,研究了微动疲劳裂纹的萌生及扩展特性,揭示了耳片裂纹萌生机制。结果表明:二次挤压耳片的断口扩展区面积比例较大,说明其拉-扭疲劳扩展更为充分。经二次挤压后,耳片的拉-扭微动疲劳总寿命得到延长,且裂纹萌生寿命均占总寿命的95%以上;二次挤压后耳片的裂纹萌生驱动力较低,呈现较高的裂纹萌生抗力。各断口均起源于耳片内孔微动磨损印迹较重处,大面积连续片状的微动磨损印迹表明二次挤压后的钛合金微动疲劳敏感性大大降低。经挤压强化后,孔壁形成了较高幅值的残余压应力层和组织强化层,可以有效地抑制裂纹的萌生和扩展。耳片内孔微动磨损层的形成是机械诱导机制和热诱导机制共同作用的结果,其最终磨损形式为疲劳磨损。

C250钢缺口扭转疲劳断裂特征研究

采用体视显微镜和扫描电镜对不同应力比、不同循环寿命下的C250钢缺口扭转疲劳断裂特征进行研究。结果表明:C250钢缺口扭转疲劳断口宏观可分为斜面状、棘轮状、锯齿状和平面状等4类断口形貌。斜面状和棘轮状断口一般出现在R>0、循环周次在10~5级以上的断口上;锯齿状断口一般出现在应力比R<0、循环周次在105级以上的断口上;平面状断口一般出现在循环周次在104级以下的断口上。在斜面状断口和棘轮状断口上,与轴向呈45°的扩展斜断面上为类解理特征,微观可见典型的疲劳条带特征;与轴向垂直的扩展断面主要为扭转磨损特征;瞬断区为韧窝断裂特征。斜面状断口、棘轮状、锯齿状断口疲劳裂纹的萌生和扩展主要受切应力的作用。而平面状断口裂纹的萌生和扩展主要受平面拉应力作用。

K4125合金涡轮叶片榫齿荧光显示缺陷研究

通过对试车后榫齿出现荧光显示的一级工作叶片进行宏、微观分析,对缺陷打开的"断口"进行形貌观察、背散射和能谱分析,检查叶片组织,分析榫齿荧光显示缺陷性质和产生的原因。结果表明:K4125合金涡轮叶片在试车后榫齿出现荧光显示,是由于榫齿处存在富Hf氧化物夹杂,工作后沿界面张开,形成开口性裂纹;富Hf氧化物夹杂是由于合金在熔炼过程中发生了模壳反应,产生了片状HfO_2夹杂。通过控制合金中Hf的含量、熔炼过程中的真空度,加强熔炼坩埚内残留熔渣清理和加强搅拌、扒渣等手段,可有效预防此类夹杂的产生。

Q235B钢焊管断裂原因分析

通过对直缝焊管断口宏观检查、断口微观分析、材质成分分析、金相组织检验、非金属夹杂分析、有限元分析,探讨焊管断裂原因。结果表明,焊管断裂为脆性断裂;焊接过程中形成的原始裂纹造成应力集中,是焊管断裂的主要原因;焊接过热区出现的魏氏组织,降低了材料的韧性,促进了焊管的断裂。

前箱底焊缝的断裂失效分析

油箱前箱底γ环和前底通过自动氩弧焊焊接而成,在水压试验过程中出现漏水现象。通过荧光无损探伤、断口分析、金相检验、残余应力测试确定了前箱底的失效原因。结果表明,焊缝组织中的富氧α层导致前箱底脆性裂纹的萌生,是其开裂的主要原因,焊缝存在较大的残余拉应力、焊缝组织粗大促进了前箱底脆性开裂。建议加强焊接过程中的气氛保护,以避免在零件表面形成富氧α层,并检查和完善焊接工艺、热处理工艺。