汽车张紧轮用40Cr钢螺栓断裂失效分析

某厂汽车张紧轮用40Cr钢螺栓在装机试验时断裂,为查明断裂的原因,对其进行了失效分析。结果表明：该螺栓断裂方式为氢致延迟断裂,断裂原因是由于其显微组织中存在较多回火马氏体导致螺栓硬度偏高,同时螺栓中存在微裂纹,在酸洗镀锌工序中引入的氢向裂纹处扩散,从而诱发了断裂;建议在加工过程中将螺栓硬度控制在32~34HRC,并在适当的温度烘烤足够长的时间以去除氢,这样有利于抑制其氢致延迟断裂。

气体氮化对碳钢耐蚀性的影响及化合物层的价电子理论分析

对Q235钢进行低温气体氮化。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和电化学试验研究了气体氮化对Q235钢耐蚀性的影响;并利用经验电子理论(EET)计算了表面层的价电子结构及共价键键能。结果表明:气体氮化增加了Q235钢的耐蚀性;经气体氮化处理后的试样表面最强键的键强nA和键能Ea都大大高于α-Fe结构单元的nA和Ea,表明价电子结构与腐蚀性能之间有着密切的相关性。由于N原子溶入到α-Fe中,导致主键络的nA、Ea增加,提高了表层结构的稳定性,这可能是提高氮化处理后试样耐蚀性的根本原因。

合金钢与碳钢渗氮层的耐蚀性对比

在不同温度下对碳钢Q235和42CrMo钢进行气体渗氮,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对比分析了Q235和42CrMo钢渗氮层的微观组织及相结构,并用电化学方法测试了样品的耐腐蚀性。经过渗氮处理后的样品的耐腐蚀性都较原材有大幅提高,而相同温度渗氮后42CrMo钢的自腐蚀电位较Q235钢的低,42CrMo钢渗氮层电阻小于Q235钢,碳钢渗氮层的耐蚀性优于合金钢。采用热力学和第一性原理计算探讨了42CrMo钢的合金元素对渗氮层的抗腐蚀性的影响。结果表明合金元素Cr、Mo通过降低Fe-N化合物稳定性从而降低渗氮层的抗腐蚀性。