1Cr15Ni4Mo3N钢棒材热处理开裂失效分析.pdfVIP

t届航空物理冶金学术研讨盒论文集 1cr15Ni 4M03N钢棒材热处理开裂失效分析 于浩，侯丽华，张晓清，李野 f沈m飞机In(韭团)有碾B目，扎目110850) C■猢*rEN tm#目。 e*t日】lcrl5N㈨、Ⅷ*《*m：∞≈# 引言 该棒材供货状态为锻造态，入厂复验合格。随后的生产流程为：原材料呻F料斗热处理。熟处理是 在590．罐90℃区间分别保温5．-．8h进行四级退火。 在开裂失效棒材上切取包含部分裂蚊的试样并人为打开裂纹断u．用超声波清洗后采用扫描电 镜观察了断口形貌并进行了能谱成分分析；沿裂纹扩展方向垂直于裂纹面制取金相试样，抛光后在 金相显徽镜上观察了裂纹形貌与扩屉路径，经浸蚀后进一步观察了裂纹附近显微组织。 1．试验过程与结果 I．1裂纹宏观形虢 (”热处理后裂纹件 宏观形貌见图I，裂纹较平直，头部开口较宽、尾部失细。 L一二j：!二 附一 圉一 o：f3i“《tWJt■+i 将63一l#件部分裂纹切取下井人为打开．原始裂纹区呈黑灰色t并可见红棕色的锈蚀痕迹(图2】。靠 近棒材表面存在一窄条形的区域，该区域断面与相邻断面呈45。交角，宏观呈撕裂特征．断面可见明显 的棒材表面。 (2)原材料裂纹件 供货卷锻坯裂纹宏观形貌地图3，裂纹长约28Dmm，深约40mm．裂纹较平直·头揶开口较宽、尾部 尖细。将部分裂纹切取下并人为打开，裂纹断口宏观形貌见图4，原始裂纹区呈暗灰色，靠近棒材表面的 断面及断口中部存在较明显的不连续的红棕色锈蚀痕迹，可见明显的放射棱线，此断面上棱线无明显的 收敛点，但根据棱线的走向町大致判断，棱线可能收敛于切壶部分的棒材表面。 一!。麓 *5^3I“{。WiJ。…，Ⅳ 原始裂纹R的其它断面呈沿晶断裂特征．晶界面上覆盖较厚的一层高温氧化产物，见图7．人工打断 区删为正常的韧窝断裂特征．如图8所示。 供货态锻坯裂纹断口形貌与热处理后裂纹形貌有所不周t靠近棒材表面的断面为较厚的一层氧化及 腐蚀产物．棒材内部断口无锈蚀痕迹的暗灰色区域亦里沿晶断裂特征。值得注意的是供赞态锻坯人工打 断区呈现反常的沿晶断裂形貌．如图9所示。 首届航空翱理冶盒学术研讨会论立^ I 3能谱成分分析 在63一l#件及原材料的裂纹断口上靠近梓材表面的区域进行能谱成分分析，结果见表l。可见．两者 的断面上均含P、S、C1、K等腐蚀性元素，且氧含量较高。 *Ig＆*口∞tm^***#％(WRY) *# o ^l ＆ p s a K Ca CS MJ, h Nl 7．0 94 6}1 3794 I* 1％ n27 1 29 043 1¨067 7S7 m44 44 l∞035 i##20’5 230 js1 0 l 16 052 055 0川1．82092 54．∞ 2042 4裂纹扩展路径与丑微组织 (”热处理后裂纹件 63-l舯}裂纹截面试样抛光后用金相显微镜进行观察．裂纹头部、中部、末端两侧均可见大量的沿晶 !星苎至塑塑苎竺垄至塑墨丝苎苎 裂纹，如图lO所示。将63-l#件金相试样侵蚀后观察．在棒材内部远离裂纹的部位也可见沿晶裂纹，见 图ll。 目10∞-I-#十∞g＆$＆n±镕l}#I-)#目触XmH种 (2)供货态锻坯裂纹件 原材科裂纹截面试样抛光后 部、末端两侧同样存在丈量的沿 晶裂纹，裂纹束端可见分叉，如 目n*自