40CrNi2Si2MoVA超高强度钢海洋大气环境腐蚀行为研究

在青岛和海南进行40CrNi2Si2MoVA超高强度钢的大气暴露实验,对暴露后的材料性能以及腐蚀形貌进行了研究。结果表明,40CrNi2Si2MoVA钢在海洋性大气环境中,腐蚀以均匀腐蚀为主,随环境不同和腐蚀发展的变化,腐蚀产物成分和结构不同,主要成分是Fe3O4,Fe2O3,γ-FeOOH和α-FeOOH。腐蚀失重与时间的关系可用幂函数w=atb(b1)回归。40CrNi2Si2MoVA钢在海洋性大气环境下具有较高的应力腐蚀敏感性,应力腐蚀为沿晶开裂模式,裂纹起源于表面产生腐蚀的部位,并向内部扩展。40CrNi2Si2MoVA钢在海南万宁的腐蚀速率以及应力腐蚀敏感性明显高于在青岛团岛的。由于环境腐蚀对材料的影响,导致其抗拉强度的损失,从而使其抗应力能力降低,在更低的强度水平和更短的时间内产生断裂。     

40CrNi2Si2MoVA钢制零件磁痕显示分析

本文采用磁粉、X射线、CT和超声等无损检测和金相分析等方法对40CrNi2Si2MoVA钢制零件的磁痕显示进行了系统分析.研究认为,40CrNi2Si2MoVA钢制零件的磁痕显示为显微成分沿变形方向偏析导致的马氏体转变点Ms差异所致.显微成分偏析是钢锭结晶过程中不可避免的,但可通过优化熔炼工艺参数降低显微偏析的程度.本文还分析了四种磁痕显示的类型及其判别方法.     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA两种等温淬火工艺研究

对超高强度钢40CrNi2Si2MoVA进行了马氏体和贝氏体等温淬火热处理。结果表明,两种等温淬火工艺都能得到马氏体＋下贝氏体＋少量残余奥氏体的复合组织,使得各项力学性能指标得到良好的配合。本文探讨了40CrNi2Si2MoVA组织性能的变化规律,总结出最合理的热处理工艺参数。     

40CrNi2Si2MoVA钢锻造加热工艺参数优化

对40CrNi2Si2MoVA钢的锻造加热工艺参数进行了优化。进行局部小变形时,将加热温度从通常的1160℃降至1000℃,可避免锻件产生低倍粗晶,力学性能测试符合验收标准。     

40CrNi2Si2MoVA钢的大气应力腐蚀行为

用单轴拉伸试样和预制裂纹试样研究40CrNi2Si2MoVA高强度钢在典型大气环境下的抗应力腐蚀性能.施加应力后的试样分别暴露于北京、青岛、万宁3个不同的大气试验站.研究表明:40CrNi2Si2MoVA钢的抗应力腐蚀性能取决于环境,在海洋性环境下应力腐蚀性较高.扫描电子显微镜微观分析表明裂纹起始于表面的腐蚀点,并向试样内部扩展,为沿晶开裂,有二次裂纹存在.随着应力水平的增大,二次裂纹明显增加.     

40CrNi2Si2MoVA超强钢喷丸强化残余应力分析

对40CrNi2Si2MoVA超强钢进行不同的表面喷丸处理,通过无损残余应力检测,分析不同喷丸工艺参数对实验钢表层残余应力场的影响。结果表明,喷丸强度、角度、时间、喷料粒度对其表层残余应力峰值、应力峰层深度与应力影响层深度有较大的影响。     

冷径向锻造30CrNi2MoVA钢厚壁管件的组织和性能

采用冷径向锻造制备出30CrNi2MoVA钢厚壁管件。研究了冷径向锻造对30CrNi2MoVA钢厚壁管件的组织和性能的影响。结果表明:冷径向锻造后组织未发生变化,依然为均匀回火索氏体;管件表层组织细化,表层硬度略有提高;管件径向和纵向抗拉强度变化不明显;表面粗糙度Ra达到0.28～0.43μm。     

40CrNi2Mo钢中频淬火后组织和性能的研究

研究了40CrNi2Mo钢经不同工艺热处理后,再对其表面进行中频淬火并测定其组织及性能。结果表明,以调质工艺为基本工艺并对其表面进行中频淬火后,40CrNi2Mo钢表面的组织为均匀细小的马氏体,强度和耐磨性显著提高,心部组织为回火索氏体,并呈弥散分布,塑韧性没有明显下降,从而提高了40CrNi2Mo钢表面的耐磨性、疲劳抗力和承载能力,使40CrNi2Mo钢具有良好的综合力学性能。     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA激光焊接组织和性能研究

为了改善超高强度钢40CrNi2Si2MoVA的焊接性能,采用CO2激光对其进行了焊接处理。利用光学显微镜、显微硬度仪、电子万能试验机、电子扫描显微镜和X射线应力测定仪等对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度、拉伸断口和残余应力进行了研究。结果表明,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为小柱状晶,边缘区为柱状树枝晶与粗大柱状晶,熔合区为柱状晶、胞状晶。热影响区(HAZ)主要组织为板条马氏体、岛状马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体;焊缝区平均硬度595HV,硬度最大值在HAZ,其值为637HV;从HAZ到基材硬度值下降显著;接头拉伸断裂部位发生在靠近焊缝基材区,拉伸断口为韧窝断口,其抗拉强度值和母材拉伸强度值相当,平均值为1607.8MPa,接头冲击韧度为54.5J/cm2;从焊缝中心区到基材区,焊接残余应力先增大,后减小,变化显著。     

30 CrNi3 MoVA钢的晶粒细化及组织均匀化研究

30CrNi3MoVA钢极易产生粗晶和混晶组织,且具有较强的组织遗传性,严重影响产品的综合力学性能。针对该问题,对30CrNi3MoVA钢的特性进行了分析,制定了30CrNi3MoVA锻件的生产工艺,通过预留锻比在780℃控温锻造、锻后预备热处理进行二次过冷,30CrNi3MoVA钢的组织均匀细化且充分转变,同时调质前增加一道正火工序,进一步均匀、细化组织。根据制定的工艺进行试验,结果表明,锻后正火+扩氢退火,进行二次过冷,30CrNi3MoVA钢的组织充分转变,且性能良好;调质热处理前增加一道正火工序,并加强淬火力度,30CrNi3MoVA钢的组织得到进一步均匀细化。该工艺解决了30CrNi3MoVA钢组织粗大及不均匀的生产难题,提高了其强韧性。     

30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂分析

固体火箭发动机燃烧室壳体进行水压爆破试验,未到规定的破坏压强时,喷管固定螺钉即发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、氢含量测定及改进措施验证,确定了螺钉断裂性质和原因。结果表明：螺钉的断裂性质为氢致脆性断裂,断裂原因并非由于氢含量过高,主要是由于螺钉材料的抗拉强度偏高,增大了螺钉的氢脆敏感性。将螺钉的热处理规范由常规热处理改为等温淬火工艺后,螺钉的氢致脆性断裂得到了有效预防。     

1500 MPa级40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性

通过慢应变速率拉伸实验研究了Si含量分别为0.25%和1.16%的1500 MPa级40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性,即充氢后缺口试样抗拉强度下降率,冲击实验用来测试1 mA/cm2电流密度下充氢后试样的断裂韧性值,分析氢致裂纹的扩展方式.结果表明,由于Si抑制回火过程中碳化物的形核和长大,高Si含量的40CrNi3MoV钢中回火析出的碳化物被细化且弥散分布,作为氢陷阱使氢分布均匀,抑制了氢向裂纹尖端扩散,高Si含量的40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性较低.     

航空发射装置片簧失效分析

工厂在修理飞机时,发现航空发射装置片簧断裂。本文通过外观检查、断口形貌观察、组织及硬度检查等方法,对断裂的片簧进行了分析。结果显示,片簧失效模式为氢致延迟和机械疲劳复合断裂。结合片簧的表面处理及其使用过程,分析认为不正常的表面处理及飞行中的振动均为导致片簧失效的重要因素。     

65Mn钢波形垫圈断裂分析

本文从化学成分、显微组织、断口形貌、氢含量、硬度等方面,对表面镀镉65Mn钢波形垫圈使用过程中连续出现早期断裂的原因进行了分析。对同批零件进行了氢脆和回火脆性验证试验,分析了除氢时间、氢含量、硬度以及回火温度对断口形貌的影响,同时对不同硬度检测方法对垫圈硬度值的影响进行了分析。结果表明,硬度浏量方法选择不当导致波形垫圈的实际硬度超出技术要求,使波形垫圈脆性增加,引起波形垫圈最终断裂,残余氢导致断口呈沿晶特征。建议将该波形垫圈回火温度控制在380-410℃范围内,选择HV5.0或HV10检测硬度,除氢时间不低于12h。     

激光淬火基体对镀铬层断裂韧性的影响

为提高30CrNi2MoVA钢镀铬身管的寿命,采用YAG激光器对钢基体进行激光搭接淬火再镀铬的复合工艺.用多裂纹拉伸技术对经激光搭接处理的30CrNi2MoVA钢再镀铬后的铬层和普通铬层的断裂韧性进行比较.结果表明,激光淬火处理基体可以提高镀铬层的断裂韧性.力学模型分析表明,基体残余压应力以抵抗基体拉伸变形的方式提高了铬层的断裂韧性;化学去基体法研究铬层界面表明,激光处理基体以细化基体影响层的晶粒形式提高了铬层的强度和韧性.离子刻蚀横截面对拉伸结果作了进一步验证.     

50CrVA钢扭簧断裂失效分析

对50CrVA钢断裂扭簧的断口进行了观察和能谱分析,并对扭簧的组织进行了检查,测试了扭簧的硬度和氢含量。结果表明,扭簧断口性质为氢致延迟断裂;扭簧氢脆断裂主要与簧丝热处理后镀镉之前簧丝过腐蚀而超量吸氢有关;扭簧硬度(强度)过高、除氢时间过短以及镀镉槽液污染也是导致其氢脆断裂的诱发因素。通过严格控制扭簧镀镉前的表面清理过程,增加镀前除氢处理,适当延长镀镉后的除氢时间,同时在保证扭簧弹力情况下,热处理时尽量降低簧丝硬度,可以预防扭簧氢脆失效。