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2021年 39卷 6期
刊出日期：2021-12-15
缺陷分析
缺陷分析
1
李荣锋，李淦，张书彦，何琨
残余应力对材料与装备制造失效影响的思考
残余应力作为材料失效因素之一，对失效寿命有负面和正面影响。现阶段中国提出了高质量发展的新要求，在材料和装备制造领域，残余应力作为一个技术工艺因素与高质量发展息息相关。试图从残余应力的来源、利弊、测量和调控等方面提出自己的一些思考见解，供大家参考。现阶段应高度重视残余应力与精密度的关系，促进材料与装备制造质量升级。
2021 Vol. 39 (6): 1- [
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6
杜昌忠，王春奕，王建元，张全新
40Cr整体飞轮开裂原因分析
利用直读光谱仪、红外碳硫仪、光学显微镜和硬度计，对40Cr钢飞轮进行了化学成分分析、宏观低倍和高倍显微组织观察、硬度试验等检测，并结合飞轮的制造加工工艺过程对飞轮开裂的原因进行了分析。分析结果表明：飞轮调质硬度和轴颈淬火硬度均不符合要求，飞轮宽轴颈表面淬火不均，部分区段未进行表淬，在未淬区与淬火层界面形成应力集中，同时飞轮材料中存在大尺寸超宽硫化物夹杂，导致飞轮开裂。
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11
郑凯，钟振前，林双平，司红，李云玲，刘明
某柴油发动机连杆断裂失效分析
某型号柴油发动机发生捣缸现象，经拆解检查，系内部连杆断裂所致。用扫描电子显微镜观察连杆断面形貌，分析了连杆断裂模式；对其化学成分以及拉伸、冲击、硬度等性能进行了检测；并对断口及其附近的组织和各微区的硬度进行了分析。结果表明：连杆内螺纹表面粗糙降低了材料疲劳极限，在局部较大的工作应力作用下，从大头与杆身过渡位置的内螺纹底部优先起裂，并向两侧扩展至瞬断，并引发发动机捣缸。
2021 Vol. 39 (6): 11- [
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张晓丹，李继康，吴赵波
汽车B柱开裂原因分析
某热成型板汽车B柱在整车碰撞试验后发生开裂，对其进行断口分析、微观组织检验、力学性能研究，综合分析了其开裂原因。结果表明，该热成型板B柱由于焊接工艺问题，使用的CO2气体保护焊在焊缝不完全正火区，存在异常的贝氏体组织，且有带状组织存在，硬度远低于正常部位及技术要求，在碰撞后发生开裂。
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22
吴赵波，李南
GCr15轴承套圈缺陷成因分析
针对某厂生产的GCr15轴承套圈在精加工后表面产生缺陷的问题，利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及显微硬度测定等方法对其进行综合分析。结果表明：不合格轴承套圈表面缺陷产生于热处理工艺前，为腐蚀坑。由于该批轴承套圈在热处理前曾在防锈液中长期存放，推测在此期间发生腐蚀形成腐蚀坑，此外原材料中存在的疏松，在机加工过程后暴露于轴承样品表面，使得腐蚀更加易于发生，同时在热处理之前零件烘烤不充分，导致热处理过程中缺陷位置发生脱碳。
2021 Vol. 39 (6): 22- [
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郭海霞，潘恒沛，张聪毅，梅文佳
压缩机管线泄露原因分析
某压缩机管线使用一段时间后在焊缝附近发生漏气现象。通过对管线的宏观观察、成分与组织检测以及断口分析找到了泄露的失效模式和原因。该失效模式为疲劳开裂。失效原因为焊接过程中飞溅出的熔珠在焊趾处形成硬质点组织缺陷，焊趾处又存在应力集中，因而导致裂纹源的萌生并造成了最终泄露事故的发生。
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李雪峰，王刚，潘恒沛，王世宁
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。
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张聪毅，潘恒沛，李雪峰
某电厂锅炉水冷壁管爆裂原因分析
通过宏观分析、金相、SEM、能谱、XRD等手段分析了水冷壁管失效原因。结果表明，水冷壁管发生了酸性氢腐蚀，锅炉长期水质较差，且运行过程中pH值偏低是其腐蚀减薄的主要原因，而腐蚀产物中沉积的Cu及其氧化物，形成垢下腐蚀环境，加速了水冷壁管的腐蚀，最终在锅炉介质应力作用下发生脆性爆管。
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刘岩，张聪毅，潘恒沛，李雪峰
某轴承外圈滚道裂纹分析
某轴承外圈在试验过程中上侧滚道发生网状开裂和掉片，通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、断口分析以及金相分析等手段，对轴承外圈失效部位进行综合分析。结果表明：上侧滚道可观察到断口呈贝纹线，放射状棱线扩展，疲劳源和碎片表面存在磨削白亮层和磨削回火层，白亮层和回火层为磨削过程中的磨削工艺不当所导致，磨削白亮层和磨削回火层的存在严重影响零件的接触疲劳性能，零件在次表面发生疲劳萌生和扩展，导致轴承外圈在较短的时间内疲劳失效。
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曾兵，刘荣峰，袁杰，梁晓东
钢管表面铜金属污染的危害性分析
天然气输气管线钢管的母材在现场检测时发现硬度不合格现象，通过宏观观察、电镜扫描、金相分析及微观硬度测试等多种检测方法确定钢管表面有铜金属污染存在。铜金属污染实质上属于异金属夹杂，产生的原因是冶炼操作不当，合金料未完全熔化或浇注系统中掉入异金属。该异金属夹杂物由于与基体的组织、性能均不同，与基体组织有明显的界限，会割裂基体的连续性，降低材料的力学性能，在受力过程中成为应力集中点从而降低钢管的使用寿命。
2021 Vol. 39 (6): 50- [
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屈小波，王军，包耀宗
非调质钢YG1401的冲击韧性和断口形貌探讨
通过采用示波冲击试验机对贝氏体非调质钢YG1401进行系列温度冲击试验，并采用体式显微镜和扫描电镜对断口宏观形貌及微观扩展形貌进行观察，结合示波冲击试验所测的裂纹起裂功及裂纹扩展功研究该材料从24～-80 ℃的冲击断口形貌变化规律。结果表明：该材料的DBTT为-12 ℃。试验材料在24～-10 ℃区间冲击时，材料代表高韧性的裂纹稳定扩展区面积最大。在-30 ℃冲击时，裂纹稳定扩展区面积急剧下降。随着冲击温度的进一步下降，裂纹稳定扩展区面积不断下降。24～-10 ℃区间内冲击断口形貌表现为由密集细小韧窝组成的粗大的撕裂棱和塑性变形量较大的二次解理组成的混合断裂形貌，随着温度的进一步降低，断口放射区形貌为细小撕裂棱和一次解理为主的混合断裂形貌。
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