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。     

1Cr11Ni2W2MoV钢及其零部件的第二回火脆性与韧性

通过对１Ｃｒ１１Ｎｉ２Ｗ２ＭｏＶ钢的三大生产厂的电渣重熔料及真空自耗重熔料的试验研究，发现该钢经电渣重熔后，合理的回火温度为５６０～５８０℃和６４０～６６０℃，以避免第一回火脆性和第二回火脆性、而该钢真空自耗重熔后不存在第二回火脆性。     

16NiCo钢的回火脆性

利用扫描电镜、透射电镜及俄歇能谱研究了１６ＮｉＣｏ钢回火行为，结果表明，该钢在４４０℃发生第一类回火脆性，断口特征为准解理。产生原因与分布在板条边界的Ｆｅ３Ｃ和Ｍ３Ｃ及与基体共格Ｍｏ２Ｃ产生强烈静畸变有关。在５５０℃回火出现具有可逆性的第二类回火脆性，与Ｐ在晶界偏聚有关，断口为沿晶断裂。     

航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片的热加工工艺与力学性能

探讨了航空１Ｃｒ１１Ｎｉ２Ｗ２ＭｏＶ钢叶片热加工工艺与力学性能的关系·工艺试验结果表明,该钢的力学性能主要与锻造变形程度、尺寸效应、回火脆性和δ－Ｆ组织等因素有关     

热处理制度对1Cr16Ni2MoN钢组织和性能的影响

通过试验研究了不同热处理制度对1Cr16Ni2MoN钢的金相组织、室温拉伸、冲击性能、硬度的影响.随淬火温度的提高,晶粒长大,570℃回火后的强度、塑性、韧性均增加,但660℃回火后的强度、塑性均下降;脆性温度区间为500℃左右;随1040℃保温时间的延长,略提高570℃回火后的强度,略降低660℃回火后的强度.合金优化的热处理工艺为:(a) 1030～ 1040℃×1h油冷+ 550～570×1 h空冷;(b) 1030 ～ 1040℃×1h油冷+650～ 670×1 h空冷.     

D_6AC钢薄板的组织与性能

本文对2.5mmD6AC钢薄板的热处理工艺进行了试验研究。试验结果表明,D6AC钢经880±10℃淬火,550±10℃回火,可以得到良好的综合力学性能,并未发现回火脆性。对有焊缝的零件,应当预先进行正火处理。     

热处理对激光直接沉积成形A-100钢基体组织及性能的影响

研究了激光直接沉积成形A-100钢沉积态及热处理态组织,通过调整热处理工艺获得激光直接沉积成形A-100钢回火马氏体+回火贝氏体混合基体组织。不同热处理工艺下性能对比结果表明,相比淬火马氏体组织,回火贝氏体+回火马氏体混合组织具有更高的强度,但塑性有所下降。     

淬火／回火热处理对TiAl基合金晶粒细化的影响

研究了淬火/回火热处理中淬火温度和回火时间对Ti-48Al-2Cr-0.5Mo合金晶粒细化的影响。研究表明:一定的淬火/回火热处理能将大小约为1000μm的铸态组织细化成为18～30μm的均匀双态组织;TiAl基合金的细化效果严重依赖淬火阶段的加热温度,温度升高,得到的块状组织较细,羽毛状组织体积分数减少,在两相区回火时,高温淬火组织的回火组织较细,而时间的延长,晶粒长大,但不明显。     

重复淬火对30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响

本文研究了两次重复淬火对镀锌高强度螺栓用30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响。结果表明,在900℃油淬和500℃回火之间增加一次A_(c3)以上20℃的重复淬火可以明显提高调质状态钢的抗氢脆性能。     

11.73Ni—13.85Co—3.13Cr钢回火组织和性能的研究

研究了回火温度对超高强度钢（１１．７３Ｎｉ－１３．８５Ｃｏ－３．１３Ｃｒ）的组织和性能的影响。４３０℃回火，马氏体分解形成大量的渗碳体，合金的韧性最差。４５５℃回火合金的强度达到最高值的组织因素是位错上有细小碳化物的析出共格区。４８２℃回火韧性迅速增加是由于组织中缺少粗大的渗碳体粒子以及在板条边界形成薄膜状的逆转奥氏体。高温回火强度下降，是因为Ｍ＿２Ｃ粗化失去与基体的共格关系。     

钢板内部缺陷失效分析

采用120 mm厚的45#钢轧制板材经粗加工后进行调质处理,热处理后超声探伤发现钢板厚度方向中部存在缺陷。通过失效分析认为,钢板内部的缺陷为沿变形方向分布的带状组织,部分带状组织中存在沿晶裂纹。形成带状组织及裂纹的机理是原材料钢锭浇铸过程中心部形成枝晶偏析,轧制过程中偏析区被拉长因而形成偏析条带,条带区因富含Mn、S、P等元素形成硬度较高的马氏体组织,调质热处理过程中在组织应力及热应力作用下马氏体条带组织区域发生沿晶脆性开裂。     

新型二次硬化高Co──Ni超高强度钢强韧化机制的研究

研究了二次硬化型超高强度钢23NiCo的显微组织及其强韧化机制。结果表明,430℃回火,马氏体分解形成大量的渗碳体,粗大渗碳体粒子分布在板条边界,合金的韧性最差。440～455℃回火,位错上有细小碳化物的析出共格区,合金的强度最高。482℃回火,片状渗碳体含量减少以及在板条边界形成薄膜状的逆转奥氏体,合金的韧性迅速增加。高温回火,M2C粗化失去与基体的共格关系,钢的强度下降。     

30CrMnSiNi2A钢强韧化热处理的研究

 用正交试验法研究了等温温度、等温时间、奥氏体化温度和原始组织状态对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响,提出了可保证该钢在上、中、下限碳量时各项性能均达到技术要求的热处理工艺。对新工艺显著改善钢强韧性的原因作了分析,研究了30CrMnSiNi2A钢在250～280℃温度范围等温淬火后K_(IC)值出现低谷的现象,并认为在该热处理条件下在马氏体与贝氏体交接面处有大量孪晶马氏体存在以及组织中有许多平行排列的细长等温马氏体板条束出现,是造成K_(IC)值降低的主要原因。     

航空轴承钢的发展及热处理技术

随着航空航天技术的发展,轴承钢的种类和承温能力逐渐提高。而轴承钢的热处理技术对轴承钢的服役寿命及轴承性能的发挥起着关键性的作用,我国航空航天轴承的热处理技术一直处于发展阶段,与国外轴承钢的热处理技术相比仍有一定的上升空间。搜集国内外轴承钢相关的热处理文献,总结了国内外航空航天轴承钢及热处理技术的发展。主要论述了GCr15、8Cr4Mo4V、G13Cr4Mo4Ni4V等轴承钢的热处理技术,介绍了GCr15轴承钢的马氏体等温淬火、贝氏体等温淬火、马氏体+贝氏体混合等温淬火组织,详细介绍了国外M50轴承钢的热处理工艺方法、工艺参数及获得的热处理组织。     

超高强度钢300M含碳量,等温组织与力学行为的关系

研究了四种含碳量、三种等温温度与力学行为的关系，并与淬火回火３００Ｍ钢进行比较得出，３００Ｍ钢在Ｍｓ点以下温度等温获得Ｍ＋Ｂ＿下＋Ａ＿Ｒ混合组织、超高强度和优良的韧性。断裂韧性对含碳量不敏感，冲击韧性随含碳量升高而降低。较高温度等温时，钢的冲击韧性和断裂韧性显著提高且对含碳量不敏感。     

热处理对9 Cr13 Mo3 Co3 Nb2 V组织与硬度的影响

采用金相分析、硬度测试等技术手段,研究热处理对马氏体不锈钢9Cr13Mo3Co3Nb2V组织和硬度的影响。结果表明：9Cr13Mo3Co3Nb2V经淬火、冰冷处理及多次回火后,残余奥氏体充分转变为回火马氏体,并产生较强的二次硬化效果,进而获得稳定的组织和高的硬度;在350℃以上回火时,由于组织中二次碳化物的析出,开始出现二次硬化倾向,至480~520℃时,回火硬度达到了最大值。     

40CrMnSiMoVA钢中准贝氏体组织的疲劳强度和疲劳缺口敏感性

 本文研究了超高强度40CrMnSiMoVA钢中准贝氏体组织和马氏体组织的疲劳强度。与马氏体组织相比,由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的准贝氏体组织,其光滑及缺口疲劳强度均较高。准贝氏体组织虽具有较低的强度,但因其中较多的残余奥氏体,结果并不损害其疲劳强度。由于该组织具有良好的强度、塑性、韧性配合,使其疲劳缺口敏感性较低。拉伸超载同时提高准贝氏体和马氏体组织的缺口疲劳强度。     

45号钢脉冲电子束熔凝处理及微结构研究

利用多极板赝火花放电装置产生的高功率脉冲电子束对45号钢进行轰击,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)的观察,研究了电子束在金属表面和纵向深度上引起的组织结构的变化。结果表明轰击区表面瞬态骤熔急冷,形成了微晶或无序层;剖面组织区域分为熔凝区,马氏体区,热影响区和基体。熔凝区在极高的温度梯度下,具有自淬火效应。马氏体区和热影响区在多脉冲的作用下,相当于经历了多次退火和回火过程,材料组织明显细化。轰击后样品表面的显微硬度与耐腐蚀性测试结果表明,显微组织的细化,改善了金属材料表面的物化性能。采用适当的脉冲数对金属材料表面改性作用效果明显。     

AF1410钢电子束焊接接头组织及性能研究

采用电子束扫描焊和修饰焊工艺对5mm AF1410钢板进行电子束焊接。针对热处理前、后的接头,采用光学显微镜、扫描电镜、硬度仪等对其组织、硬度及拉伸断口进行分析。结果表明:接头热影响区分为浅腐蚀区和深腐蚀区,分别为单一马氏体(M)、M+少量逆转奥氏体(Ar)组织;焊缝区柱状晶分为重熔区、正火区和回火区,晶内为马氏体,晶界附近为残留奥氏体。热处理后,接头组织、显微硬度与母材趋于一致,抗拉强度也达到了母材98%以上,失效裂纹始于热影响区,呈约60°方向扩展并贯穿整个接头。     

GD钢贝氏体相变动力学研究

利用Ｆｏｒｍａｓｔｏｒ－Ｆ全自动相变仪对ＧＤ钢贝氏体相变动力学进行了系统的研究。结果表明,ＧＤ钢贝氏体等温转变相变动力学曲线可以用Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｍｅｈｌ型方程精确地加以描述。根据贝氏体相变的总激活能判断,试验钢上、下贝氏体相变的过渡温度约为２８５℃。