从失效案例探讨钢制紧固件的氢脆问题 被引量：36

1

作者 刘德林 胡小春 +3 位作者 何玉怀 张兵 刘昌奎 姜涛 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期78-83,共6页

讨论了影响钢制紧固件氢脆敏感性的主要因素。分析认为,设计上要充分考虑材料强度对氢脆敏感性的影响,尽量降低其强度水平;要采用合适的热处理工艺,以减少晶界脆化元素,抑制薄膜状碳化物的形成,从而获得氢脆敏感性小的显微组织;在加工... 讨论了影响钢制紧固件氢脆敏感性的主要因素。分析认为,设计上要充分考虑材料强度对氢脆敏感性的影响,尽量降低其强度水平;要采用合适的热处理工艺,以减少晶界脆化元素,抑制薄膜状碳化物的形成,从而获得氢脆敏感性小的显微组织;在加工及装配过程中,应尽可能避免在零件表面产生机械损伤;要采用低氢脆电镀工艺,必要时采用无氢脆的达克罗等涂覆方法;电镀后要采用合理的除氢工艺,进行严格除氢处理;对于重复使用件,在酸洗去除镀层后要先进行除氢处理,然后电镀,再除氢。 展开更多

关键词 钢制紧固件 氢脆断裂 强度 氢含量 应力集中

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30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂分析 被引量：26

2

作者 刘德林 袁洪 陶春虎 《失效分析与预防》 2009年第3期174-177,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 30CRMNSINI2A钢 氢脆断裂 抗拉强度

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航空发动机叶片多轴疲劳试验研究进展 被引量：25

3

作者 马楠楠 陶春虎 +1 位作者 何玉怀 刘新灵 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期44-49,共6页

近几年航空发动机叶片失效分析的统计表明,叶片失效多由离心力叠加异常振动的多轴疲劳载荷引起。总结现有单一载荷加载、双轴载荷加载等多轴疲劳试验方法的优缺点,并分析其在评价航空发动机叶片多轴疲劳时存在的问题。重点介绍目前国际... 近几年航空发动机叶片失效分析的统计表明,叶片失效多由离心力叠加异常振动的多轴疲劳载荷引起。总结现有单一载荷加载、双轴载荷加载等多轴疲劳试验方法的优缺点,并分析其在评价航空发动机叶片多轴疲劳时存在的问题。重点介绍目前国际上最新研制的可有效模拟发动机叶片受力状态的拉伸-弯曲振动多轴疲劳试验方法。建议尽快建立适合我国航空发动机叶片的多轴疲劳试验系统。 展开更多

关键词 叶片 失效分析 多轴疲劳 试验方法

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单晶高温合金断裂特征 被引量：21

4

作者 刘昌奎 杨胜 +1 位作者 何玉怀 陶春虎 《失效分析与预防》 2010年第4期225-230,共6页

对单晶高温合金高温拉伸、低周疲劳、高周疲劳和持久断裂特征进行试验研究。结果表明:单晶高温合金高温拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的混合特征,断裂机制为中心微孔聚集型断裂。低周疲劳断裂在高应变幅下为多疲劳源,裂纹扩展初期... 对单晶高温合金高温拉伸、低周疲劳、高周疲劳和持久断裂特征进行试验研究。结果表明:单晶高温合金高温拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的混合特征,断裂机制为中心微孔聚集型断裂。低周疲劳断裂在高应变幅下为多疲劳源,裂纹扩展初期断口与主应力方向垂直,随后疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展;在低应变幅下为单疲劳源,疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展。高周疲劳断裂为单疲劳源,在大应力下断口由多个相交的特定晶体学平面组成,应力较小时,断口由一个大的晶体学平面和瞬断区组成。疲劳裂纹在晶体学平面上扩展形成的疲劳条带间距很宽。高温持久断裂机制为微孔聚集型断裂,显微缩孔成为持久断裂的主要裂纹源。表面再结晶对高温持久断裂机制影响较小,但会使持久性能降低。 展开更多

关键词 单晶高温合金 断裂特征 疲劳 拉伸 持久

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从失效案例探讨不锈钢的应力腐蚀问题 被引量：15

5

作者 姜涛 于洋 +3 位作者 杨胜 马海全 白明远 陈星 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2011年第4期297-300,311,共5页

对三种不同牌号不锈钢构件的应力腐蚀失效案例进行了分析,讨论了影响不锈钢实际使用效果的常见因素。分析认为,在不锈钢材料和构件的制造和使用过程中,要严格控制冷热加工的变形率和温度,并避免材料长期在敏化温度下工作;要充分了解各... 对三种不同牌号不锈钢构件的应力腐蚀失效案例进行了分析,讨论了影响不锈钢实际使用效果的常见因素。分析认为,在不锈钢材料和构件的制造和使用过程中,要严格控制冷热加工的变形率和温度,并避免材料长期在敏化温度下工作;要充分了解各类不锈钢的材料特性以及构件的使用环境,特别是要考虑某些极端条件对材料耐蚀性的影响,才能更加合理地选择不锈钢;在设计不锈钢构件时,要充分考虑强度对不锈钢耐蚀性的影响,尽量降低其工艺强度水平,不宜采用材料强度上限设计,如果在此情况下强度不能满足要求,应选用更高强度的其它材料。 展开更多

关键词 不锈钢 应力腐蚀 冷热加工变形率 敏化 使用环境 强度设计

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发动机压气机转子叶片断裂失效分析 被引量：12

6

作者 姜涛 李春光 张兵 《装备环境工程》 CAS 2011年第3期18-22,共5页

某型航空发动机在长期使用后压气机Ⅲ级转子叶片断裂失效。对叶片表面及断口的宏微观形貌进行了观察和能谱分析,并对叶片的组织和硬度进行了检测。研究结果表明,发动机压气机Ⅲ级转子叶片是在存在严重腐蚀损伤情况下发生的振动高周疲劳... 某型航空发动机在长期使用后压气机Ⅲ级转子叶片断裂失效。对叶片表面及断口的宏微观形貌进行了观察和能谱分析,并对叶片的组织和硬度进行了检测。研究结果表明,发动机压气机Ⅲ级转子叶片是在存在严重腐蚀损伤情况下发生的振动高周疲劳断裂,空气中的S,Cl元素导致叶片进气边产生严重的腐蚀损伤,对疲劳裂纹的萌生起着重要的作用。 展开更多

关键词 压气机 转子叶片 高周疲劳 腐蚀

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受油探头橡胶密封圈失效分析 被引量：13

7

作者 周波 侯学勤 《失效分析与预防》 2011年第1期40-43,共4页

受油探头橡胶密封圈试飞考核后破损严重,导致漏油。通过对密封圈的外观进行检查,对密封圈的表面及断口进行宏、微观观察,对压制密封圈的模具表面进行了检查,对密封圈所用材料进行红外分析。结果表明:密封圈为疲劳失效;疲劳裂纹起源于密... 受油探头橡胶密封圈试飞考核后破损严重,导致漏油。通过对密封圈的外观进行检查,对密封圈的表面及断口进行宏、微观观察,对压制密封圈的模具表面进行了检查,对密封圈所用材料进行红外分析。结果表明:密封圈为疲劳失效;疲劳裂纹起源于密封圈表面磨损区域;密封圈表面磨损主要由于其在液压油中发生溶胀,体积增加且表面的加工质量粗糙,使得密封圈所受摩擦力增加,易发生磨损所致。 展开更多

关键词 橡胶密封圈 磨损 疲劳 失效

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高周疲劳损伤的磁记忆二维检测研究 被引量：12

8

作者 任吉林 陈曦 +2 位作者 罗声彩 周培 刘昌奎 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1147-1155,共9页

对40Cr钢缺口试件在三级应力水平下进行了高周疲劳试验和磁记忆二维检测(2-D MMMT),并引入李萨如图分析方法,研究应力集中、疲劳损伤及疲劳应力对二维磁信号的影响规律,分析李萨如图特征值与疲劳损伤程度之间的关系。结果表明:在应力集... 对40Cr钢缺口试件在三级应力水平下进行了高周疲劳试验和磁记忆二维检测(2-D MMMT),并引入李萨如图分析方法,研究应力集中、疲劳损伤及疲劳应力对二维磁信号的影响规律,分析李萨如图特征值与疲劳损伤程度之间的关系。结果表明:在应力集中部位会出现磁记忆法向分量过零点及切向分量峰值的现象,并且该现象的位置随着疲劳损伤程度的增加产生漂移,逐渐向缺口根部靠拢;可利用磁记忆信号切向分量梯度K曲线异变峰特征来表征构件损伤位置;磁记忆信号切向分量梯度最大值随疲劳损伤程度的增大而增加;磁记忆信号梯度K曲线形成的李萨如图闭合区域面积与疲劳损伤程度有较好的对应关系。梯度最大值可作为反映构件损伤程度的特征量,根据李萨如图面积可以判断构件疲劳损伤状态。 展开更多

关键词 磁记忆 二维检测法 疲劳损伤 应力集中 磁场测量 无损检测

原文传递

定向凝固和单晶高温合金的再结晶研究 被引量：11

9

作者 张兵 姜涛 陶春虎 《失效分析与预防》 2011年第1期56-64,共9页

定向凝固和单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料。定向凝固和单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能。针对近年来国内外对... 定向凝固和单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料。定向凝固和单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能。针对近年来国内外对于定向凝固和单晶高温合金再结晶的研究,系统地介绍了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、主要影响因素、再结晶对力学性能的影响以及再结晶的控制和抑制方法。 展开更多

关键词 定向凝固高温合金 单晶高温合金 再结晶 力学性能

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65Mn钢弹簧的表面缺陷分析 被引量：11

10

作者 李莹 侯学勤 陶春虎 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期95-97,共3页

产品检验时发现部分65Mn钢弹簧表面存在"小黑点"和裂纹缺陷。对弹簧表面缺陷形貌、裂纹形貌、微区成分、显微组织和显微硬度进行分析。结果表明,在弹簧钢丝的拉拔过程中,因局部区域润滑不良导致摩擦产生高温而形成了开口状、... 产品检验时发现部分65Mn钢弹簧表面存在"小黑点"和裂纹缺陷。对弹簧表面缺陷形貌、裂纹形貌、微区成分、显微组织和显微硬度进行分析。结果表明,在弹簧钢丝的拉拔过程中,因局部区域润滑不良导致摩擦产生高温而形成了开口状、密集分布的小裂纹,镀层缺陷的形成与弹簧电镀前表面未清洗干净有关。 展开更多

关键词 65Mn钢弹簧 表面缺陷 裂纹 镀层 白亮层

原文传递

纤维增强树脂基复合材料断口分析 被引量：10

11

作者 侯学勤 范金娟 何玉怀 《四川兵工学报》 CAS 2010年第11期123-126,共4页

介绍了维增强树脂基复合材料的特点,探讨了纤维增强树脂基复合材料纤维和基体树脂的断口形貌特征、断裂模式,以及断口分析中需要解决的问题。

关键词 纤维增强树脂基复合材料 断口分析 断口形貌 断裂模式

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磁记忆切向分量信号的检测试验 被引量：9

12

作者 任吉林 周培 +2 位作者 陈曦 罗声彩 刘昌奎 《无损检测》 2011年第12期1-5,24,共6页

针对金属磁记忆切向信号检测方向难以确定的问题,提出同时检测切向平面上相互垂直的两个切向分量,采用矢量合成法进行合成,进而得到金属磁记忆最大切向分量的方法,并用ANSYS仿真对该分量的有效性进行验证。通过铁磁性金属构件拉伸试验... 针对金属磁记忆切向信号检测方向难以确定的问题,提出同时检测切向平面上相互垂直的两个切向分量,采用矢量合成法进行合成,进而得到金属磁记忆最大切向分量的方法,并用ANSYS仿真对该分量的有效性进行验证。通过铁磁性金属构件拉伸试验对磁记忆切向分量信号与应力集中部位和应力集中程度的关系进行研究,并对磁记忆切向分量信号的K曲线进行分析。结果表明,采用矢量合成法合成的金属磁记忆切向分量信号可以作为金属磁记忆最大切向分量,能直观和准确地反映应力集中部位和应力集中程度。 展开更多

关键词 磁记忆检测 矢量合成 切向分量信号 K曲线

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DZ125定向凝固合金的再结晶行为研究 被引量：7

13

作者 刘昌奎 张兵 +1 位作者 陶春虎 胡春燕 《失效分析与预防》 2009年第3期129-132,共4页

研究了DZ125定向凝固合金发生再结晶的温度条件以及吹砂条件对其再结晶行为的影响。结果表明:铸态和热处理态DZ125定向凝固合金开始发生再结晶的温度基本相同,均在1000～1050℃范围内;该合金的再结晶深度随热处理温度的升高而增大,当热... 研究了DZ125定向凝固合金发生再结晶的温度条件以及吹砂条件对其再结晶行为的影响。结果表明:铸态和热处理态DZ125定向凝固合金开始发生再结晶的温度基本相同,均在1000～1050℃范围内;该合金的再结晶深度随热处理温度的升高而增大,当热处理温度低于1150℃时,增大的幅度较小,当温度超过1150℃后,再结晶深度迅速增大,γ′相的溶解是DZ125合金再结晶的控制因素;随着吹砂压力或吹砂时间的增加,DZ125合金表面变形量增大,再结晶深度也随之增大。 展开更多

关键词 定向凝固 DZ125合金 再结晶 热处理 吹砂

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DD6单晶合金气膜孔薄壁平板高温持久性能 被引量：6

14

作者 胡春燕 徐元铭 +1 位作者 刘新灵 陶春虎 《失效分析与预防》 2017年第1期38-42,48,共6页

在980℃/300 MPa条件下,对带气膜孔与无气膜孔的DD6单晶合金薄壁平板试样进行高温持久试验研究与有限元对比计算。结果表明:在相同名义应力条件下,带孔试样的高温持久寿命比无孔试样的高温持久寿命低,分别为69、90 h,气膜孔的存在破坏... 在980℃/300 MPa条件下,对带气膜孔与无气膜孔的DD6单晶合金薄壁平板试样进行高温持久试验研究与有限元对比计算。结果表明:在相同名义应力条件下,带孔试样的高温持久寿命比无孔试样的高温持久寿命低,分别为69、90 h,气膜孔的存在破坏了试样的几何连续性,导致气膜孔周围应力集中为主要因素。通过断口宏、微观观察发现,无试样的断裂方式为微孔聚集型断裂,断口上分布着大量方形小平面特征;而带孔试样由于气膜孔改变了试样中的应力分布,在气膜孔附近产生了应力集中,当裂纹扩展至试样边缘,试样被瞬间剪断。基于晶体塑性理论建立了蠕变模型,将其编入ABAQUS的UMAT子程序中对带气膜孔和无气膜孔薄壁平板试样分别进行模拟分析,模拟结果显示与试样的断裂位置及形貌吻合,在工程应用条件下该模型是能用于薄壁平板的高温持久断裂寿命的预测。 展开更多

关键词 气膜孔 持久性能 DD6单晶高温合金 晶体塑性理论

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带MoS_2涂层轴承的腐蚀失效分析 被引量：4

15

作者 姜涛 郑林斌 +1 位作者 李莹 张兵 《失效分析与预防》 2009年第3期170-173,共4页

本文对某带MoS2涂层轴承的腐蚀现象进行了试验分析,并根据试验结果讨论了带MoS2涂层构件的腐蚀防护问题。通过对失效轴承的宏微观形貌观察、微区成分分析、金相检查以及耐蚀性对比试验,明确了轴承的失效性质。结果表明:带MoS2涂层的GCr1... 本文对某带MoS2涂层轴承的腐蚀现象进行了试验分析,并根据试验结果讨论了带MoS2涂层构件的腐蚀防护问题。通过对失效轴承的宏微观形貌观察、微区成分分析、金相检查以及耐蚀性对比试验,明确了轴承的失效性质。结果表明:带MoS2涂层的GCr15钢滚珠发生了膜下丝状腐蚀。除了采用控制腐蚀环境和提高涂层致密性等方法外,选择更耐蚀的构件材料或者通过表面防腐处理是提高带MoS涂层构件防腐能力的有效途径。 展开更多

关键词 MoS2涂层 轴承 丝状腐蚀 腐蚀防护

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GH536高温合金焊接接头疲劳裂纹萌生与扩展原位试验研究 被引量：5

16

作者 魏振伟 刘昌奎 +1 位作者 顾玉丽 陶春虎 《失效分析与预防》 2016年第6期335-339,共5页

采用原位疲劳试验方法,实时观察了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展行为,从而揭示了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展机制:疲劳加载过程中,位错沿滑移带在晶界前沿塞积,晶界阻碍位错运动,裂纹沿滑移带开裂,萌生疲劳裂纹;疲劳裂纹扩... 采用原位疲劳试验方法,实时观察了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展行为,从而揭示了GH536焊接接头疲劳裂纹的萌生和扩展机制:疲劳加载过程中,位错沿滑移带在晶界前沿塞积,晶界阻碍位错运动,裂纹沿滑移带开裂,萌生疲劳裂纹;疲劳裂纹扩展初期,受单滑移的交替作用,裂纹呈"Z"字型向前扩展,随后裂纹的扩展逐渐以主应力控制为主,垂直于加载方向、平直向前扩展;GH536合金焊接接头组织中的晶界和碳化物会阻碍疲劳裂纹的扩展。 展开更多

关键词 疲劳 裂纹萌生 裂纹扩展 焊接接头 原位

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飞机侧窗PMMA裂纹分析 被引量：4

17

作者 侯学勤 范金娟 何玉怀 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期31-34,共4页

某型飞机侧窗有机玻璃即聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的边缘连接部位出现多处裂纹。对侧窗PMMA裂纹分布位置、形貌做了宏观分析,对裂纹断口进行了微观分析,对PMMA本体及其表面棕黄色带状区进行了傅立叶红外光谱分析,做了PMMA应力-溶剂腐蚀断... 某型飞机侧窗有机玻璃即聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的边缘连接部位出现多处裂纹。对侧窗PMMA裂纹分布位置、形貌做了宏观分析,对裂纹断口进行了微观分析,对PMMA本体及其表面棕黄色带状区进行了傅立叶红外光谱分析,做了PMMA应力-溶剂腐蚀断裂试验;确定了侧窗PMMA裂纹为应力-腐蚀裂纹,主要是由于受到FN-303氯丁橡胶胶粘剂的腐蚀作用所致。 展开更多

关键词 聚甲基丙烯酸甲酯 裂纹 应力-腐蚀 溶剂

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特种车辆主箱体失效分析 被引量：4

18

作者 李莹 胡春燕 +1 位作者 马海全 陈星 《失效分析与预防》 2009年第3期143-147,共5页

某特种车辆在行驶过程中先后两次发生主箱体故障。采用断口宏微观形貌观察、金相检查、硬度测试和力学性能测试进行了综合分析。结果表明:箱体发生断裂的主要原因是箱体材料变质处理工艺控制不当,导致粗大且呈条片状共晶硅的存在,降低... 某特种车辆在行驶过程中先后两次发生主箱体故障。采用断口宏微观形貌观察、金相检查、硬度测试和力学性能测试进行了综合分析。结果表明:箱体发生断裂的主要原因是箱体材料变质处理工艺控制不当,导致粗大且呈条片状共晶硅的存在,降低了材料的塑性,使铸件脆性较大;其次铝板处的应力集中与断裂耳轴处的结构存在薄弱环节,在一定程度上加快了箱体的过载断裂失效。通过严格控制变质处理工艺,将断裂处耳轴的轴臂方向朝上与竖直方向呈一定夹角,同时将此处固定座加粗,可有效避免该特种车辆发生类似故障。 展开更多

关键词 主箱体 失效分析 过载断裂 共晶硅 变质处理

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钛合金壳体开裂失效分析 被引量：4

19

作者 白明远 杨胜 +1 位作者 李运菊 何玉怀 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第1期179-182,共4页

某钛合金壳体在进行冲击试验时开裂,外表面有液压油喷出。对钛合金壳体裂纹进行了外观检查,对其裂纹断口进行了宏、微观观察,并对其组织和硬度进行了检查。结果表明:钛合金壳体的裂纹性质为疲劳开裂;在壳体进行粗加工过程中,壳体壁厚较... 某钛合金壳体在进行冲击试验时开裂,外表面有液压油喷出。对钛合金壳体裂纹进行了外观检查,对其裂纹断口进行了宏、微观观察,并对其组织和硬度进行了检查。结果表明:钛合金壳体的裂纹性质为疲劳开裂;在壳体进行粗加工过程中,壳体壁厚较薄部位的硬而脆的富氧α层处萌生了裂纹,并发生了扩展。 展开更多

关键词 钛合金 疲劳 富氧α层

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7075铝合金尾杆开裂失效分析 被引量：3

20

作者 姜涛 李春光 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2011年第6期95-98,共4页

7075铝合金炮弹尾杆经硫酸阳极氧化处理后,目视检查发现表面存在纵向裂纹。对尾杆的裂纹、断口形态以及金相组织进行观察,检测其显微硬度和微区成分,确定尾杆的开裂性质及原因。结果表明,尾杆裂纹为沿晶脆性开裂。尾杆在淬火过程中存在... 7075铝合金炮弹尾杆经硫酸阳极氧化处理后,目视检查发现表面存在纵向裂纹。对尾杆的裂纹、断口形态以及金相组织进行观察,检测其显微硬度和微区成分,确定尾杆的开裂性质及原因。结果表明,尾杆裂纹为沿晶脆性开裂。尾杆在淬火过程中存在超温现象,导致合金过烧,同时晶界存在呈链状分布的难溶脆性相,导致晶界进一步弱化,在淬火应力的作用下致使尾杆开裂,之后在时效和精加工过程中裂纹扩展形成宏观裂纹。 展开更多

关键词 7075铝合金 裂纹 过烧 脆性相

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