汽轮机高温镍基合金螺栓断裂原因分析

对靖远第二发电有限公司汽轮机GH4145/SQ高温镍基合金断裂螺栓利用扫描电子显微镜、光学显微镜等进行了分析研究.断裂螺栓晶粒粗大,有严重的混晶现象,碳化物及其他夹杂物在晶界呈链状或团状析出,使晶界脆化、晶界结合力下降而产生沿晶裂纹,导致螺栓发生沿晶脆性断裂.另外,螺栓在检修中出现表面损伤或受较大的预紧力也是螺栓断裂的另一原因.     

Ni9铸钢沿晶断裂的研究

观察了Ｎｉ９铸钢的断口形貌，分析研究了沿晶断裂的形成原因，考察了稀土元素对沿晶断裂倾向的影响．结果表明Ｎｉ９铸钢中沿晶断裂的形成主要与杂质元素Ｈ、Ｐ在晶界偏聚有关．添加稀土后，钢的沿晶断裂倾向明显降低，脆性沿晶断裂消失．     

镍基高温合金的中温低塑性问题研究

对GH33镍基高温合金进行大气、氩气和真空环境的750℃拉伸试验表明,合金的中温塑性因氧分压的降低而有显著的变化。环境中的氧促使试样沿晶断裂,导致了中温低塑性。本文进一步对氧导致GH33合金中温沿晶断裂的机制进行了研究,认为在中温拉伸变形过程中,试样的氧化表面首先发生沿晶裂纹,氧沿着裂纹尖端前沿的晶界优先渗入,在应力的促进下与晶界上呈链状分布的Cr_(23)C_6碳化物反应,产生CO气泡,形成裂纹前沿晶界上的空洞,使晶界裂纹迅速扩展而造成沿晶的脆性断裂。本文还对GH37等其他镍基合金的试验结果作了分析,认为上述机制也是适用的。     

热模钢中碳化物动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低．其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈现低塑性沿晶断裂。     

40Ni-14Cr-Fe基高温合金中相的析出及其脆化效应

在一种含钨、钼的40Ni-14Cr-Fe基高温合金中,正常热处理后就出现μ相,开始析出于晶界。微量(～0.1％)μ相就对合金塑性,尤其会使冲击韧性值成倍下降,是合金长时期使用中脆化的主要因素。 晶界微量μ相引起的脆化倾向与晶界上的μ相密集程度成正比关系,可通过控制成分及细化晶粒来降低μ相的密集程度,从而减弱晶界μ相引起的脆化作用。 沿晶μ相所造成的室温冲击沿晶断裂形式,其断裂特征不是沿整个μ相介面形成孔洞,而只是沿部分μ相介面形成裂纹。     

热模钢中碳化动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低。其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈；现低塑性沿晶断裂。     

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。     

微量硼对高纯铁硫合金沿晶断裂和硫沿晶偏析的影响

利用俄歇能谱微区分析、低温拉伸试验和ＳＥＭ断口观察,研究了微量硼在高纯铁－６×１０－５(质量分数)硫合金中的沿晶偏析及其对硫沿晶偏析和硫偏析引起的低温沿晶断裂的影响·结果表明,硼能强烈地沿铁晶界偏析,显著降低硫的沿晶偏析倾向,抑制低温沿晶断裂·文中还讨论了硼影响的机理·     

涡轮叶片用GH4033高温低周疲劳特性实验研究

采用总应变控制方法,在INSTRON8032上对镍基高温合金GH4033在400、500、600、700 ℃温度下的疲劳行为进行了研究,用扫描电镜观察了疲劳断口.采用Manson-Coffin方程对实验结果进行了分析,得到了该材料的高温低周疲劳特性参数.从断口的扫描电镜照片中看出:高温疲劳失效断口的萌生区断裂机制为沿晶断裂,扩展区为沿晶和穿晶断裂的混合断裂,失稳断裂区为穿晶断裂.     

高温破碎烧结磁体制取各向异性NdFeB磁粉(Ⅰ)

为了使用NdFeB烧结磁体制取各向异性的高性能磁粉,研究了在较高温度下NdFeB烧结磁体机械破碎时的断裂行为.结果表明:破碎温度升至600℃以上时,由于共晶反应形成少量的液态晶界相而使烧结磁体明显易于破碎,其主要断裂方式由室温下的穿晶断裂转变成高温下的沿晶断裂.高温破碎的磁粉中,富钕相的X射线衍射峰强度明显高于室温下破碎磁粉的衍射峰.     

稀土对Ni9铸钢低温机械性能及断口形貌的影响

着重研究了稀土对Ｎｉ９铸钢常温、低温机械性能和宏观、微观断口形貌的影响；考察了添加稀土钢和未添加稀土钢晶界裂纹倾向程度的大小．分析、讨论了低温机械性能、晶界裂纹倾向、断口形貌、夹杂物含量之间的关系．结果表明：添加稀土后．Ｎｉ９铸钢的晶界裂纹倾向明显降低，钢的常温、低温拉伸性能显著提高，并降低了钢的沿晶断裂倾向，但钢的低温冲击韧性并未得到改善．这与钢中晶界裂纹的倾向和夹杂物的含量有关．     

Role of Mg on Structure and Mechanical Properties in Alloy 718

The role of Mg in alloy/718 has been systematically investigated. Mg raises not only high temperature tensile and stress-rupture ductilities but also increases considerably smooth and notch stress-rupture life. Mg containing alloy 718M is free of stress-rupture notch sensitivity. Mg improves creep and fatigue interaction properties (LCF or cyclic stress rupture) at any grain size. The basic role of Mg is equilibrium segregation at grain boundaries which helps to change continuous grain beundary (5-Ni3Nb morphology to discrete globular form which has a retardation effect on intergranular fracture. Mg promotes the change from intergranular to transgranular fracture mode.     

低温奥氏体钢及其断裂机理的研究进展

综述了低温奥氏体钢的研究进展 论述了高锰、高氮奥氏体钢低温脆断模式及其断裂机理 ,指出不同合金化的高锰、高氮奥氏体钢有着不同的层错能、相变临界分切应力、解理强度、屈服强度 ,因而有不同的断裂现象 ,包括晶间开裂、穿晶脆断、退火孪晶界开裂 着重探讨了穿晶脆断现象 ,指出穿晶脆断是高锰含氮奥氏体钢特有的脆性断裂形式 提出了今后的研究方向     

高纯Fe-0.2%P-2%Cr-C合金晶界的高分辨俄歇能谱分析

利用高分辨俄歇能谱仪研究了高纯Fe 0 2 %P 2 %Cr C合金的晶界·结果表明 ,沿晶断面上有大量尺寸约 0 3 μm的颗粒状碳化物·碳化物处碳的PHR值分别为 3 4 9%和 3 3 3 % ,铬的PHR值为 1 4 6%和 7 3 % ,碳化物为富铬碳化物 ;晶界上无碳化物处存在显著的磷偏聚和碳偏聚 ,磷的平均偏聚量分别为 2 0 2 %和 1 9 6% (PHR) ,晶界富集系数为 5 6和 5 4,碳的PHR值分别为 8 6%和 1 2 6% ,晶界富集系数为 3 0 8和 45 0 ;随合金碳量增加 ,碳在晶界偏聚量增加 ,磷的偏聚量稍有降低     

超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N非敏化态晶间腐蚀与磷(硅)的晶界偏聚

运用金相、电子显微镜观察及表面分析技术,研究了超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N制造的汽提管在尿素生产环境下的腐蚀形态和机理。结果表明:该钢种在生产条件下产生非敏化态晶间腐蚀。其特征是腐蚀介质不仅沿晶界向钢的内部渗入,而且同时向晶界的两侧扩展,因而在管断面上观察到的晶间腐蚀路径较宽,但深度较浅并呈现漏斗形貌。电子显微镜观察、二次离子质谱、俄歇能谱分析及计算表明,这种材料晶界不贫铬、无第二相沉淀,但有磷(硅)的高度偏聚。晶界区磷的含量(约25％)比晶内高约三个数量级。作者认为,磷的晶界偏聚造成的与晶内在腐蚀电解质溶液中的电位差,是这种超纯奥氏体不锈钢非敏化态晶间腐蚀的原因。     

B对冷轧IF钢板焊接疲劳性能的影响

对比研究了B对Ti添加和Ti、Nb复合添加的冷轧IF钢板经电阻焊接前后的显微组织和疲劳性能的影响·结果表明,B可以细化这两种IF钢的退火组织和焊接热影响区组织,改善晶界结合强度,提高焊接疲劳强度·疲劳断口分析结果表明,IF钢焊后表现为沿晶断裂特征,B可使IF钢断裂特征得以改善,由沿晶断裂转变成穿晶断裂     

High temperature tensile properties,fracture behaviors and nanoscale precipitate variation of an Al-Zn-Mg-Cu alloy

In order to assess Al-Zn-Mg-Cu alloys as potential high temperature structural materials,the hardness,tensile properties and fracture behaviors of 7085 Al alloy were investigated at various temperatures from room temperature to 175℃.High-resolution transmission electron microscopy was used to investigate the evolutions of precipitates at different temperatures,particularly on the relationship between microstructural evolution and tensile strength.The results reveal that both the microstructure and mechanical properties of the alloy are quite sensitive to the environmental temperature.As the temperature increases,the hardness and strength decrease while the elongation and reduction of area increase.As tensile testing temperature rises,the strain hardening exponent(n) decreases due to the thermal softening effect.The fracture mode of the alloy transforms from mixture of intergranular and transgranular fracture to completely transgranular dimples when tensile testing temperature reaches 150℃.The precipitate sequence during high temperature tests is coincident with that of aging.With the increase of tensile testing temperature,the mean precipitate radius grows larger,and the distribution of grain boundary precipitates transforms from continuous to discontinuous.     

双级过时效工艺对7050铝合金力学性能的影响

双级过时效是优化工业化大尺寸7050铝合金锻件综合性能的有效手段。对7050铝合金锻件进行双级过时效处理,研究第二级时效时间对其组织与力学性能的影响。结果表明,随着第二级时效时间的延长,晶界处析出相逐渐粗化,并由连续分布转变为断续分布,合金的硬度、屈服强度和抗拉强度随之降低,伸长率与断裂韧性逐渐升高,并且拉伸及断裂韧性测试样品的断裂模式从沿晶断裂向韧窝型断裂转变。当第二级时效时间延长至一定程度时,合金力学性能趋于平稳。为通过双级过时效工艺调控7050铝合金锻件的综合力学性能提供了研究基础和理论指导。     

微量硼对微量硫引起的纯铁高温脆性断裂的影响

硫引起的高温脆性断裂是制约钢铁材料生产和使用的核心问题之一,针对此问题,利用高温拉伸试验和SEM断口观察研究了微量硼对含微量硫(质量分数为0.006%)的纯铁高温塑性及断裂方式的影响,在利用扫描俄歇电子谱仪对界面偏析定量分析的基础上,讨论了微量硼影响的原因.结果表明,微量硼的添加能明显提高含微量硫的纯铁的高温塑性,抑制硫界面偏析造成的高温脆性断裂.微量硼的这种影响是由于硼沿界面偏析,显著降低硫的界面偏析倾向,抑制硫界面偏析引起的高温沿晶孔洞形成.