不锈钢换热管泄漏失效的原因

某化工企业多台管壳式换热器在服役3~4 a后陆续发生泄漏,拆卸后检查发现换热器内部大量304不锈钢换热管存在开裂或穿孔现象。通过宏观形貌分析,扫描电镜及能谱分析,金相检测,化学成分分析、晶间腐蚀试验、残余应力测试等手段对不锈钢管失效原因进行分析。结果表明:换热管出现穿孔和开裂失效的主要原因是材料发生了晶间腐蚀及应力腐蚀。换热管材料304不锈钢具有晶间腐蚀敏感性,换热管内外壁都存在明显的残余拉应力,且介质中存在S、Cl等腐蚀性元素,换热管材料同时具备以上3种应力腐蚀开裂的必要条件而发生应力腐蚀开裂。

重载铁道线辙叉零件滚动接触疲劳白色组织性能表征及分析

重载货运铁道线路发生多起辙叉零件断裂和核伤下道,均为滚动接触疲劳损伤所致。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪,以及显微硬度计对疲劳损伤处的白色组织进行理化性能表征和分析。结果表明:白色组织内部为纳米尺度的纤维织构,成分与基体无明显差异,白色组织与基体之间存在宽度约3.4μm的过渡区。白色组织的硬度高达HV 1165,其高硬度与材料自身强度、承受的循环载荷次数有关。循环次数相当,材料强度越高,形成的白色组织硬度越高;材料强度相当,承受的循环次数越多,形成的白色组织硬度越高。

挖掘机履带螺栓断裂失效分析

某型号履带式液压挖掘机在装配过程中个别履带螺栓发生断裂。通过宏观形貌观察、扫描电镜形貌分析、能谱元素分析、金相组织检测、力学性能检测、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析。分析结果表明,螺栓断裂模式符合氢脆断裂的典型特征。螺栓各项性能均符合标准规定,且基体残余氢含量仅为1.1×10^(-6),因此螺栓本身的氢脆敏感性较低。因热处理前磷化膜未去除干净,导致螺栓头下圆角表面存在深度约10μm的渗磷层。头杆连接处近表面基体的P含量异常偏高导致脆性增大,安装过程中产生微裂纹。螺栓头下圆角为应力集中区域,微裂纹加剧了应力集中状态,同时磷元素易引发氢致裂纹,促进了氢致裂纹的形成与扩展,最终表现为氢致延迟断裂。

气缸盖螺栓断裂失效分析

某型号柴油发动机气缸盖螺栓安装过程中发生批量性断裂。通过宏观形貌分析、扫描电镜分析、金相组织检测、力学性能检测、安装工艺模拟、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析。结果表明:螺栓断裂模式为扭拉应力作用下的过载断裂。引起螺栓过载断裂的主要原因是螺栓安装工艺不合理,导致安装过程中螺栓承受轴向载荷过大,超过其强度极限。结合实验室模拟安装结果与现场装配条件对气缸盖螺栓的安装工艺进行改进,制定合理的安装工艺。

轨道车辆制动钳螺栓断裂失效分析与应力腐蚀敏感性评估

某轨道车辆制动钳螺栓在服役过程中发生断裂失效,采用扫描电子显微镜、光学显微镜、显微维氏硬度计、电感耦合等离子体光谱仪等对断裂螺栓进行了失效原因分析。通过慢应变应力腐蚀试验探究了同规格的10.9级螺栓和12.9级螺栓的应力腐蚀敏感性。结果表明,断裂螺栓本身具有较高的应力腐蚀敏感性,服役过程拉应力和腐蚀性环境的共同作用下发生了吸氢应力腐蚀。