Page 31 - 2017物理第四期
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王 荣: 机械装备的失效分析( 续前)第 ４ 讲 金相分析技术( 下)
的带状组织特征, 瞬断区显微组织均匀, 均位于焊缝 ５．５ 案例 ５ :分析原材料质量和热加工工艺
区域, 未见明显异常, 图 ２３ 中断口处的显微组织形 ϕ １３９７mm 的 R２０CrMnMoAH 钢坯经加热后
貌采用了组合技术.进一步放大后观察可见, 源区 在 ４５００t油压机上拔长开坯为 ５５０mm×５５０mm
显微组织为粒状贝氏体 ＋ 屈氏体 ＋ 少量马氏体; 焊 的方坯, 锻造温度为( １２４０±１０ ) ℃ .开坯后装入
缝区显微组织为铁素体 ＋ 粒状、 杆状碳化物. 保温炉内经过 ４８h 后发现方坯表面出现纵向裂纹.
最终失效分析结果表明, 该事故主要是由于操作 该钢坯开裂失效分析过程见图 ２４ , 详细分析说
不当和焊接质量不佳导致的氢致延迟脆性断裂 [ ６ ] . 明如下.
图 ２４ 钢坯开裂失效分析过程
Fi g 敭２４ Failureanal y sis p rocessofcrackin g ofthebillet
５．５．１ 取样 存在明显的高温氧化特征; 断口大部分区域比较洁
由于该钢坯尺寸较大, 不方便将整个钢坯的裂 净, 其形貌为解理 ＋ 少量韧窝.
纹面打开.分析时首先从钢坯的端部将裂纹部分取 ２ 号断口试样高倍 SEM 形貌亦为解理 ＋ 少量
出, 肉眼观察可见靠近表面处裂纹相对较宽, 该区域 韧窝.
用 １ 号标识, 裂纹尾部相对较窄, 用 ３ 号区域表示, ３号断口试样大部分区域 SEM 形貌存在明显
２ 号区域位于两者中间.分别从这 ３ 个区域切取裂 的氧化腐蚀特征; 部分较小区域比较洁净, 呈解理 ＋
纹试样进行断口形貌观察. 少量韧窝断裂形貌.可见 ３ 号断口试样既存在洁净
５．５．２ 断口形貌观察 的解理特征, 也存在致密的氧化锈蚀特征.
( １ )宏观形貌观察 ５．５．３ 金相分析
采用超声波清洗仪将 ３ 个断口试样充分清洗后 ( １ ) １ 号试样近表面处和开裂面处显微组织中
用肉眼观察, 可见 １ 号试样除钢坯表面小部分区域 的铁素体数量相对于 ２ 号试样和 ３ 号试样的要多,
外, 其他大部分区域呈新鲜的金属色, ２ 号试样裂纹 此为锻造过程中产生的部分脱碳现象; ２ 号和 ３ 号
面基本上全部为新鲜的金属色, ３ 号试样表面呈黄 试样近开裂面处未见明显脱碳现象.
褐色或黑色, 存在异物覆盖. ( ２ ) １ 号、 ２ 号、 ３ 号试样抛光态下检查, 其非金
( ２ ) SEM 微观形貌观察 属夹杂物级别均不高.
１号断口试样表面小部分区域高倍 SEM 形貌 ( ３ ) １ 号、 ３ 号试样抛光态下近开裂面处可见微
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