铝合金用ASSAB 8407钢压铸模早期断裂失效分析

对铝合金用ASSAB 8407钢压铸模断口进行宏观观察,初步推断断口的特征形貌,确定裂纹源的位置以及裂纹扩展的状态特征。采用金相显微镜及扫描电子显微镜,对失效件断口及组织进一步检测,分析断口裂纹形成和扩展机理。检测结果表明,由于基体中存在大量沿晶裂纹,材料强度大幅度降低,脆性显著增大,模具在服役过程中发生早期断裂失效。沿晶裂纹的产生是由于模具锻造过热后慢冷析出片状碳化物,材料强度显著降低。在热处理过程中,热应力及组织应力的影响,使材料基体组织产生沿晶的应力开裂裂纹。同时锻造过热使得材料强度大幅度降低,进一步促使模具表面裂纹的萌生和扩展。     

2A12-T352铝合金挤压棒材裂纹产生的原因分析

用户在对Φ170 mm 2A12-T352铝合金棒材进行机加工过程中,棒材表面沿纵向出现裂纹。通过对裂纹处进行宏观组织、微观组织、能谱断口形貌以及化学成分分析得知:裂纹是由于棒材在淬火时从高温急剧冷却,内部产生较大的淬火应力,棒材表层存在晶粒尺寸异常粗大的粗晶区,拉伸应力超过表层粗晶区的抗拉强度后产生开裂,该裂纹为淬火裂纹。     

GEST80钢塑料模具裂纹原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪,通过断口形貌观察及显微组织检测,对GEST80钢模具失效件开裂的原因进行分析。结果表明,该塑料模具失效件开裂的原因,是因为模具材料在最终热处理过程中,加热温度过高及保温时间过长,材料组织产生严重过热现象,致使组织晶粒急剧长大。晶粒粗大带来晶间弱化,晶间强度显著降低,热处理淬火的组织应力超过材料的抗拉强度,造成模具失效件的淬火应力开裂。并对模具材料的各加工工序,提出了改进措施及优化方案,使组织晶粒得到细化,保证和延长模具产品的使用寿命。     

S136钢塑料模零件开裂失效分析

S136钢塑料模零件发生早期开裂,为此对失效零件的化学成分、裂纹断口形貌及显微组织进行检测和分析,推断其失效原因和过程。结果显示,在裂纹断口上镶嵌大量细小颗粒状碳化物,并存在沿晶开裂的二次裂纹,断口剖面的显微组织中密集分布颗粒状碳化物,基体组织中存在大量粗大网状碳化物及晶间裂纹。表明材料淬火后回火不充分,奥氏体化不完全,碳化物未能充分固溶到基体组织中,使材料基体强度不足,造成材料组织应力增大,使用过程中应力作用下,最终造成模具零件早期开裂。     

NOS525钢热锻模具早期开裂失效分析

采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪,对NOS525钢热锻模具早期开裂失效件的化学成分含量、断口特征形貌及金相组织进行检测和分析。结果显示,显微组织中的马氏体针尤为细长,该组织属于晶粒粗大的过热组织,主要原因为:模具在热处理过程中高温区加热时间过长,造成组织晶粒的急剧长大,且随着基体组织中碳含量的增加,马氏体形态由条状转变为针状,材料强度降低且脆性增大。由扫描电镜检测得知,模具开裂断面呈准解理断口及出现条状撕裂棱,表明组织中存在低硬度的软点区,断口表面的撕裂棱特征形貌属于淬火后未转变的残余奥氏体组织。残余奥氏体在应力作用下易发生马氏体相变,从而增加组织应力,进一步加大了材料开裂风险,降低模具的使用性能。同时,热锻模具在使用过程中,工作面存在冷却不及时或冷却不彻底的现象,使得模腔凹槽部位产生明显的热疲劳裂纹。     

Stavax ESR钢洗衣机面板模具开裂原因分析

针对Stavax ESR钢洗衣机面板模具开裂问题,对模具失效件进行断口扫描电镜及微区能谱分析,以及采用金相显微镜对材料基体组织进行检测,综合检测结果,最终确定造成模具早期开裂的内在原因,是由于组织中沿晶界残留未溶颗粒状及薄片状碳化物,材料强度急剧降低,脆性显著增大。模具在热加工过程中碳化物沿晶界析出形成网状碳化物,在热处理加热保温过程中,网状碳化物经过固溶和聚集,形成未溶颗粒状及薄片状碳化物。热处理加热过程的热应力以及淬火过程的组织应力,导致未溶颗粒状及薄片状碳化物周围产生内裂纹。模具冷却水孔的机加工过程,使沿晶开裂特征的内裂纹显露出来。模具服役承载时产生的工作应力,促使裂纹的进一步萌生和扩展。     

SKD11冷作模具裂纹原因分析

SKD11冷作模具热处理后经磨削加工入库放置时检查一侧表面发现裂纹。通过直读光谱仪、硬度计、金相显微镜、电子探针分别对模具化学成分、硬度、夹杂物以及金相组织进行检测分析。结果表明：原始显微组织不均匀、条带状成分偏析严重,晶粒粗大、晶界宽化的过热倾向以及残留奥氏体多回火不足等因素,造成马氏体转变时淬火残余应力过大,在淬火过程中及后续的模具放置应力释放过程中,内应力最终超过材料的强度极限,导致SKD11冷作模具表面裂纹的加速形成及纵深扩展。     

40CrNiMoA钢台阶轴表面裂纹产生原因分析

40CrNiMoA钢台阶轴调质后加工时发现表面有裂纹,通过宏观分析、化学成分检测、金相分析以及断口形貌观察等方法对台阶轴的裂纹产生原因进行了分析。结果表明：台阶轴的显微组织较粗大,断口呈沿晶形貌,台阶轴的裂纹为淬火裂纹,淬火温度偏高和台阶位置组织应力较大是台阶轴产生裂纹的主要原因。     

12Cr2Mo1钢直角弯头裂纹原因分析

某厂加工的12Cr2Mo1钢直角弯头表面出现裂纹缺陷并有向内部扩展趋势。本文通过对失效弯头样品的宏观检查、无损检测、夹杂物分析、晶粒度评级、金相检验等试验方法．得出裂纹产生的原因是：弯头材料在加工过程中有过热现象,导致晶粒粗大、晶界弱化,在加工应力作用下致使其沿晶断裂。     

8407钢压铸模工作面麻点失效分析

8407钢压铸模具在使用过程中工作面出现麻点,对其进行抛光处理,而经抛光加工后再次使用,模具工作面仍出现麻点。采用金相显微镜及扫描电镜等仪器设备,对压铸模具失效件的化学成分、表面缺陷形貌特征及显微组织进行检测和分析。结果表明,模具工作面表面麻点处存在凹坑,凹坑周围及底部均存在不同程度的开裂,并在凹坑边缘形成斜坡状的压痕。模具工作面凹坑未发现氧化、腐蚀等化学反应,表明该凹坑由于挤压变形造成。压铸模工作面麻点产生的原因是抛光过程中加工强度过大,模具工作面表层已经形成高温快冷的白亮色淬火组织,淬火组织应力造成工作面的横向开裂,并形成局部纵向裂纹。在表面抛光热影响作用下,工作面次表层产生退火软化,因而形成变形的纤维状组织。模具在使用过程中,工作面表层纵向裂纹处被压塌形成凹坑,造成模具工作面宏观可见的表面麻点,导致锌合金压铸件产品表面凸起的外观缺陷。     

双重淬火对7055铝合金组织性能的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能测试,金相显微镜、透射电子显微镜研究了双重淬火对7055铝合金组织及性能的影响.结果表明:合适的双重淬火可调控晶界和晶内析出状态,使合金时效后晶界上的析出相呈断续分布,晶内沉淀强化相均匀、弥散、细小析出,保证合金高强度的同时,提高晶间和剥落腐蚀性能.     

Microstructure and properties of an Al-Zn-Mg-Cu alloy pre-stretched plate under various ageing conditions

The microstructures after various ageing treatments and their relation to the strength, fracture toughness, and corrosion behavior of an Al-Zn-Mg-Cu alloy pre-stretched plate were investigated. The results show that retrogression and reaging (RRA) treatment led to a combina- tion of high strength and stress corrosion cracking (SCC) resistance of the alloy. The TEM microstructure of the RRA-treated alloy is a dis- tribution of very fine precipitates in the aluminum matrix grains, similar to that obtained under T6 condition, and the distribution of coarse η MgZn2 precipitates on the grain boundaries similar to that obtained by T7 temper. SEM observations revealed that most of the intergranular fracture characteristics were present on the fracture surface of both the T6 and RRA-treated specimens. On the contrary, the fractographs of the T7 treated specimens mainly consisted of dimple-type ductile transgranular fracture with minor intergranular cracking.     

预拉伸变形量对2050铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀试验以及透射电镜(TEM)等方法对固溶处理后不同预拉伸变形量处理并人工时效后2050铝锂合金厚板室温拉伸性能、抗晶间腐蚀性能以及合金的微观组织形貌进行了研究。结果表明,随预拉伸变形量的增加,合金L向和LT向的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,变形量＞4.0%后趋于平稳,伸长率逐渐降低后趋于稳定;随预拉伸变形量增加,腐蚀形貌由晶间腐蚀变为点蚀,点蚀深度逐渐减小。预拉伸变形促进了人工时效过程中晶内T₁相的弥散析出,降低了晶界处T₁相含量,因此提高了合金的强度和抗晶间腐蚀性能。预拉伸变形量为5.0%时,合金的强度和抗晶间腐蚀性能最佳。     

Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造及其性能

利用保温电磁搅拌制备半固态浆料,对Al-6.5%Mg合金的半固态流变铸造进行研究。实验中对该合金的常压铸造、液态压铸和半固态压铸所得铸件的显微组织、力学性能和拉伸断口进行分析比较。结果表明,常压铸造得到的Al-6.5%Mg合金组织为粗大的树枝晶,力学性能较低;与常压铸造相比,液态压铸件的树枝晶生长较为规则,枝晶得到细化,同时,液态压铸件的强度和塑性提高明显;半固态压铸的显微组织则为规则的球状晶,与液态压铸相比,半固态压铸件的强度略有提高,表现出更好的塑性。     

不同晶粒尺寸5083铝合金晶间腐蚀和应力腐蚀开裂的差异性

通过冷轧和退火获得具有不同晶粒尺寸(8.7～79.2μm)的5083铝合金板.研究其微观结构、晶间腐蚀(IGC)、应力腐蚀开裂(SCC)和裂纹扩展行为.结果表明,粗晶粒样品表现出更好的抗IGC性能,其腐蚀深度为15μm.慢应变速率测试结果表明,细晶粒样品表现出更好的抗SCC性能,敏感性指数ISSRT为11.2％.此外,...     

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了T5时效处理(160 ℃×6 h)后AlSi9Cu3高压铸造(HPDC)铝合金的显微组织、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,AlSi9Cu3高压铸造铝合金试样经过时效处理后,显微组织主要为等轴晶状的初生α-Al、共晶Si相以及析出θ-Al₂Cu相和α-Fe相。析出的平衡相θ-Al₂Cu弥散分布在晶界上,提高了AlSi9Cu3压铸铝合金的强度和硬度。时效处理后,AlSi9Cu3压铸铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为375 MPa、258 MPa、4.0%和94 HBW。同时在AlSi9Cu3压铸铝合金的拉伸断口观察到了准解理和少量沿晶断裂特征。     

添加Sc和提高Zn含量对7085铝合金力学性能、淬火敏感性和耐蚀性能的影响

在7085铝合金基础上添加Sc和提高Zn含量制备了3种不同成分的热轧薄板样品,在470℃加热1 h后分别风冷(FC)和水冷(WC)淬火,然后进行120℃×24 h人工时效。再采用室温拉伸和晶间腐蚀试验及光学显微镜和透射电镜观察等试验方法,研究Sc和Zn对7085铝合金力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,添加Sc可以显著细化晶粒、钉扎位错、抑制再结晶、提高形核率、降低晶界无沉淀析出带的宽度及晶界析出相尺寸,从而有利于提高合金的强度与耐蚀性能,淬火敏感性也有所提高。在含Sc的基础上进一步提高Zn含量会使淬火诱导相的析出驱动力增大,晶内析出相和晶界析出相的数量增加,时效后合金的强度进一步提高,淬火敏感性显著增强,耐蚀性能有所下降。