INVESTIGATION OF HYDROGEN INDUCED DUCTILE BRITTLE TRANSITION IN 7175 ALUMINUM ALLOY

Effects of hydrogen on the mechanical properties of differently aged 7175 aluminum alloys were investigated by using cathodic H-permeation, slow strain rate tension and so on. The results indicate that both the yield stress and the percentage reduction of area decrease with increasing hydrogen charging time, and the degree of reduction decreases as aging time increases for the same hydrogen charging time.

Ф172mm螺杆钻具旁通阀壳体外螺纹接头断裂原因分析

针对某公司生产的Ф172 mm螺杆钻具旁通阀壳体发生的外螺纹接头断裂,采用宏观分析、理化检验及微观断口分析,发现外螺纹接头断裂主要原因是由于电镀过程中氢渗入金属内部形成氢致延迟开裂裂纹,随后发生脆性解理断裂。

气体保护对310S不锈钢薄板焊接氢致脆的抑制研究

为提升310S不锈钢的抗腐蚀性能,并分析气体保护在焊接氢致脆的抑制效果。采用实验分析的方法,重点进行氢含量分析、焊缝质量分析、机械性能分析。研究结果发现,在纯氩保护条件下,氢含量明显低于在氩气混合物保护条件下的水平;在纯氩保护条件下,焊缝中未观察到明显的气孔和夹渣,微观结构均匀;在拉伸测试中,纯氩保护条件下的焊接接头具有更高的强度,这与其低氢含量和出色的焊缝质量相一致。说明气体保护在310S不锈钢薄板焊接中具有明显的抑制氢致脆性的效果;在纯氩保护条件下,焊缝质量卓越,几乎没有焊接缺陷,微观结构均匀;气体保护条件对焊接接头的机械性能产生显著影响。

直升机桨叶安装螺栓根部断裂分析与改进

针对直升机桨叶安装螺栓根部断裂的故障,综合利用宏观形貌分析、显微观测及理化检验等手段,对其断裂原因进行分析,并提出改进措施。结果表明:桨叶安装螺栓根部断裂为沿晶脆性断裂,其内部残余应力主要产生于冷挤压成形过程,退火软化的状态下在螺栓根部R区磨削后产生划痕并在后续工序中进一步扩展成显微裂纹,以致在电镀镉过程中产生氢致裂纹,最终发生疲劳断裂;通过增加冷挤压成形模具控制措施、冷挤压后热处理去应力工序及调整磁粉检测、热处理工序顺序能够有效改善产品质量,进而提高飞行安全性能。

碳钢在湿硫化氢环境中的应力导向氢致开裂行为

选用石油行业常用的L360QS钢,采用NACE TM 0103标准试验,研究了应力集中系数和钢中的不均匀组织对碳钢在湿硫化氢环境中的应力导向氢致开裂(SOHIC)行为的影响。结果表明,应力导向氢致开裂是氢致开裂的一种特殊形式,典型的应力导向氢致开裂裂纹由平面裂纹和纵向裂纹组成。应力集中系数和钢中的不均匀组织对开裂行为有着显著的影响。应力集中系数超过6.3时,碳钢的开裂敏感性会增强。钢中的不均匀组织会为氢的聚集提供场所,巨大的氢压会产生氢致开裂类型的平面裂纹,纵向裂纹的产生受拉应力和氢压的双重作用。断口没有韧窝出现,说明典型的应力导向氢致开裂为脆性断裂。

氢致304L奥氏体不锈钢脆断机理的研究

本文先对304L不锈钢进行■■充氧然后对充氢试样进行室温下拉伸,并用扫描电镜对拉伸断口进行形貌观察,同时对经不同拉伸变形后的充氧气样表面上的滑移线进行金相观察,此外还用X射线衍射法定量测定了钢中氢致马氏体的数量及γ基相的点阵常数变化情况。试验结果表明,阴极充氢可使304L不锈钢产生脆性断裂,其原因主要与钢中发生了不可逆的氢致马氏体相变有关。

氢致脆断的TEM原位拉伸观察

通过对预充氢３１０不锈钢薄膜在透射电镜（ＴＥＭ）下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧－脆转变中的作用及氢致脆断机理．结果表明，预充氢的３１０不锈钢试样在拉伸过程中从裂尖发射大量位错，平衡后形成无位错区（ＤＦＺ）；纳米级微裂纹择优在ＤＦＺ中形核；微裂纹不钝化为空洞，而是通过多个微裂纹的形核及相互连接导致裂纹的脆性扩展．即氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢抑制了ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化．

氢致开裂的TEM原位拉伸观察与研究

通过对预充氢３１０不锈钢薄膜在透射电镜（ＴＥＭ）下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧─脆转变中的作用及氢致脆断机理，结果表明，氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢降低了微裂纹形核时的临界应力强度因子，从而抑制了ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化。

50CrVA钢弹簧断裂分析

由50CrVA钢绕制的弹簧在服役后发生断裂,采用断口宏观及微观观察,金相组织分析,能谱分析,显微硬度试验等方法对断裂原因进行了综合分析。结果表明,断裂弹簧属氢致脆性断裂,在加工过程中电镀时的电接触损伤是发生氢致脆断的主要原因,同时退铜工艺过程中酸洗过度也是导致氢致脆断的因素。提出改进措施为在电镀过程中,确保电极固定后与簧丝不局部接触,在表面处理工艺中尽可能减少弹簧吸氢环节,同时保证除氢的时间受控。该故障的原因分析及纠正措施可为提高产品质量,加强特种工艺控制,防止类似问题再次发生提供借鉴。

风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、力学性能试验、断口分析、有限元分析等方法对某风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:该主轴连接螺栓断裂模式为氢致脆性断裂;螺栓表面处理前的酸洗工艺控制不当造成大量氢渗入,是导致其氢致脆性断裂的主要原因。

电梯用高强度螺钉断裂分析

某电梯用高强度螺钉在安装2个月后出现批量断裂现象,利用直读光谱仪、氮氢氧联合测定仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等对螺钉断裂原因进行了分析。结果表明:该批螺钉由于镀锌后除氢不及时导致其本身氢含量较高和螺钉冷拔后未进行车削导致其在镀锌前表面就已存在大量的微小缺陷,是导致该批螺钉安装后发生断裂的两个主要原因;这些微小缺陷充当了氢陷阱并造成应力集中,在螺钉所受的静拉应力作用下,氢在缺陷处不断富集,最终导致螺钉发生氢致延迟脆性断裂。

45钢拉伸试样氢脆断裂分析

对45钢力学拉伸试验后试样的内部组织结构及断口的全面分析，认为钢中存在较高含量的氢是造成钢材脆性断裂的主要原因。

液压油缸外筒爆裂分析

同批次液压油缸外筒在服役中先后发生爆裂事故。利用宏观和微观检验、化学成分分析和硬度测试等方法对油缸外筒爆裂的原因进行了分析。结果表明:主要原因是存在焊接裂纹,造成应力集中和氢元素富集,在工作应力和焊接残余应力的共同作用下,发生了氢致延迟脆性断裂。

SWRCH22A钢自攻螺钉断裂原因分析

SWRCH22A钢自攻螺钉在装配一天后发生断裂,通过宏观检验、化学成分分析、金相检验、断口分析及氢含量测试等方法,对其断裂原因进行了分析。结果表明:螺钉的断裂性质为氢致延迟脆性断裂;螺钉经过热处理后的显微组织为回火马氏体和少量残余奥氏体,而马氏体为氢脆敏感组织,且螺钉经过电镀处理,使得其内部氢的质量分数高达0.000 49%,最终导致螺钉于应于集中的螺纹起始位置根部发生氢致延迟脆性断裂。

残余奥氏体对氢致断裂过程的影响

本文研究了残余奥氏体量及其力学稳定性对60Si2Mn 钢氢致开裂敏感性的影响。采用氢脆应力强度门槛值K_■和氢致脆化率 I_H评定材料氢致开裂敏感性。残余奥氏体量(8.4～17.9%)对 K_■值影响不大。经回火和充氢处理,残余奥氏体力学稳定性降低。残余奥氏体力学稳定性对氢脆抗力有很大影响。由块状残余奥氏体应力诱发转变生成马氏体,并氢致开裂,形成孔洞。一方面孔洞能降低裂纹尖端应力和提高氢脆抗力,另一方面,孔洞也可作勾裂纹扩展途径,易于开裂。还讨论了K_■和I_H的变化和不一致性。

柴油机高压喷油器紧帽开裂失效分析

38SMn28紧帽在喷油器组装(50 N力自动安装)过程中发生开裂。通过对失效紧帽进行宏观形貌、断口特征、组织成分、元素分布等方面的分析,找到了紧帽失效原因。结果表明,导致紧帽失效的因素是微观组织中分布有粗大线状硫、锰化合物,导致紧帽有易于从纵向裂开的倾向;且紧帽的磷化工艺中的存在酸洗过程,诱发了氢脆导致沿晶断裂。建议线材优先选择球形或纺锤形等有助于钢材切削性能的硫、锰化合物分布的材料;磷化工艺中不再使用酸洗工艺,或在磷化工艺的最后增加去氢工艺。

发电机轴承中白色组织剥落现象的探讨

利用宏观观察、显微分析以及SEM方法,分析了发电机轴承白色组织剥落的特征,采用在RX吸热式气氛中淬火和真空炉中淬火等不同热处理方式进行了试验验证,分析和推测了白色组织剥落机理,并提出了遏制白色组织剥落的措施。

60Si2MnA弹簧圆钢拉伸脆断原因分析

针对60Si2MnA弹簧圆钢在拉伸检验时出现拉伸脆断的问题,利用金相显微镜、扫描电镜等观察分析手段,对热处理后的拉伸试样断口形貌进行检查分析;对热轧状态试样进行了化学成分、低倍组织、显微组织和奥氏体晶粒度的检测分析;对热处理拉伸样进行了夹杂物、组织和氧氮氢含量的检测分析。检验结果表明,热轧圆钢心部存在的氢致裂纹以及较高的氮含量是造成弹簧圆钢拉伸脆断的原因。

压缩螺旋弹簧的断裂分析

通过观察断口的宏观痕迹、微观形态以及金相组织，并辅以测定表面宏观残余应力、硬度梯度等试验，对一动力机械上的圆柱形压缩螺旋弹簧的断裂原因进行了较为细致的分析．结果表明，此批弹簧断裂是由磨削加工不当在磨剂端面下亚表层产生了氢致沿晶开裂带，弹簧服役承载时在正应力的作用下发生了氢滞后脆性断裂．改进磨削工艺后弹簧脆断现象完全消除．

燃料气撬调压阀用12.9级螺栓断裂失效分析

某燃料气撬调压阀用12.9级高强度内六角圆柱螺栓发生断裂,采用宏观检验、化学成分分析、硬度检测分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等手段对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:该螺栓断口属于典型冰糖状沿晶脆性断口,断面上有典型的鸡爪纹。其断裂原因是由于其本身存在结构应力、原始裂纹缺陷,根部存在较大的紧固力,3种应力叠加,使得电镀锌或酸洗过程渗入材料的氢在其结构薄弱处富集,造成晶界弱化,从而发生应力导向氢致开裂。