14Cr17Ni2不锈钢锥形螺栓断裂分析

某锥形螺栓在摇动时发生断裂,通过对断口进行宏观和微观观察,可知螺栓的断裂性质为沿晶脆断。根据金相组织和维氏硬度检测结果,判断该螺栓硬度偏硬与其组织中无铁素体有关,结合其能谱成分、断裂性质以及回火温度情况,推断该螺栓可能存在回火脆性,最终通过人为打断在570℃回火有铁素体和无铁素体的14Cr17Ni2不锈钢试样,证明无铁素体的试样在570℃回火后脆性更大,断口为沿晶脆断,而有铁素体的试样断口则以准解理为主,确定了锥形螺栓的断裂是因回火温度处于回火脆性区间及组织中无铁素体相互作用而产生的。

线材轧机链板失效分析

通过对链板断裂件进行金相组织、断裂形貌分析,发现链板断裂原因是链板热处理时淬火冷却速度不够,在组织中出现沿晶界分布的铁素体,导致强度下降。在机械应力作用下,使链板在短期内发生脆性断裂。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓脆性断裂故障失效分析

针对某型航空发动机在整机装配过程中发生的1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓断裂故障,按照零件失效分析的一般方法,进行了故障件理化检测和批次零件制造质量检查,包括对故障件进行断口宏观与显微SEM检查,对零件热处理工艺参数与材料标准、热处理执行标准参数进行比照,并对存在质疑的回火脆性问题开展了不同回火温度与冷却速度下的验证试验。结果表明:故障件断口主要由扩展区与瞬断区组成,主要特征为沿晶+准解理,失效模式为一次性大应力脆断;致使零件脆性的原因在于回火温度640℃处于第2类回火脆性区间;回火后快速冷却可缓解脆性,但无法消除。避免回火脆性是解决螺栓装配断裂的根本途径,因此要求螺栓零件选择回火温度时应避开脆性区间,冷却时快速通过该区间。

铌微合金化1800 MPa级热成形钢的高温热塑性

在碳中和背景下,以热成形钢为代表的超高强钢在汽车白车身中的应用逐渐增加。微合金化技术有助于提高热成形钢的力学性能,但微合金元素对热成形钢高温热塑性的影响仍待探索。采用Gleeble-3500热模拟试验机评估了铌质量分数为0.04%的1 800 MPa级铌微合金化热成形钢(0.04Nb钢)在不同高温条件下的热塑性,并分析了不同温度区间内0.04Nb钢的断裂失效机制。结果表明,0.04Nb钢具有2个脆性温度区间和1个塑性温度区间。试验数据分析表明,第I脆性温度区间为1 250~1 300℃,试样呈沿晶脆性断裂,原因是高温使晶界结合力减弱,同时可能存在低熔点的硫、磷等夹杂物,进一步弱化晶界结合力;塑性温度区间为850~1 250℃,在这个区间里钢的热塑性较高且断面收缩率均大于60%,虽然在此温度范围内开始有Nb(C,N)析出相的析出,但高温促进晶界和位错的运动以及动态再结晶的发生,保证了0.04Nb钢高的热塑性;第III脆性温度区间为650~800℃,在这个区间里钢的热塑性随温度降低呈下降的趋势,沿晶界呈网状分布的先共析铁素体和在晶界析出的细小Nb(C,N)析出相导致拉伸时产生的应力集中是本阶段诱发脆性断裂的主要原因。0.04Nb热成形钢在实际的连铸过程中,应避开650~800℃的脆性温度区间,而在900℃以上的塑性温度区间进行矫直操作。

1Cr17Ni2钢制操纵盒小轴断裂原因分析

飞机发动机操纵盒小轴在安装时发生断裂。通过断口形貌、显微组织、硬度和化学成分、对比试验和模拟试验等,确定了操纵盒小轴的断裂性质和原因。结果表明,操纵盒小轴在570℃回火脆性区进行回火后发生沿晶脆断,其原因并非仅由于在回火脆性区回火降低了操纵盒小轴的冲击性能,而主要是由于操纵盒小轴的基体组织中无铁素体,铁素体的缺失降低了晶面和相界面的总面积,导致在回火脆性区回火时晶界生成了更多的弱化粒子,加剧了其高温回火脆性,最终导致操纵盒小轴的沿晶脆断。操纵盒小轴的奥氏体形成元素(Ni)含量偏高、铁素体形成元素(Cr,Si)含量偏低导致了基体组织中无铁素体。