5CrNiMo圆环模具开裂失效分析

某5CrNiMo圆环模具热处理后在机加工过程中发现开裂。对失效模具进行了宏观、微观断口分析,显微组织分析、微区成分分析、硬度检验,综合分析了模具失效原因。结果表明:材料在锻造过程中产生折叠,存在局部氧化皮卷入,导致锻造裂纹;材料化学成分不均匀,形成了低硬度的铁素体+珠光体组织。由于组织不均匀,很容易产生不平衡的内部应力,使得两相交界处成为裂纹源。沿裂纹两侧分布大量孔洞,怀疑该模具材料为钢锭头尾料。

21-2N气阀钢板材断裂失效分析

通过元素光谱分析、光学显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)等手段,对轧制过程中开裂的21-2N板材进行综合分析。结果表明,失效板材断口呈沿晶断裂特征,断裂后发生氧化;组织观察发现晶界有大量的网状碳化物并伴随晶界裂纹出现,判断失效原因是轧制过程中温度过低,导致晶界析出大量的网状碳化物。通过热力学计算及实验室模拟,提出21-2N终轧温度应控制到1000℃以上温度,避免晶界析出网状碳化物,从而弱化晶界,导致开裂,且轧制加热温度低于1150℃,避免晶粒粗大。