螺纹撑管断裂失效机理分析

摘要：

针对45钢撑管在装配过程中螺纹位置易发生断裂的工程问题,运用电镜观察试样失效件的裂纹源及断口近表面形貌,发现其呈现典型的沿晶脆性断裂特征;运用能谱分析仪分析其化学成分,发现裂纹源处与断裂面的化学成分偏差较大,进一步证明了45钢撑管螺纹处断口是由脆性断裂造成的.为了分析脆性断裂产生的原因,对试样进行了成分检测、力学性能测试、非金属夹杂物检测与金相检测.结果表明:原材料材质与非金属夹杂物无明显异常;工件因热处理低温回火工艺不当,在螺纹处产生了淬火裂纹,且裂纹在装配拧紧过程中继续开裂,从而导致了断裂发生.为有效避免撑管在装配时发生断裂,提出了以下两种策略:(1)改进45钢撑管热处理工艺,840°C-850°C淬火后增加580°C-600°C高温回火工艺(调质处理)以提高材料韧性;(2)改用40Cr合金结构钢,采用调制工艺,且硬度控制在32HRC-36HRC之间.

关键词：撑管、断口形貌、脆性断裂、金相检测

所属期刊栏目：32

分类号：TG142.1+5;TG162.84(金属学与热处理)

资助基金：湖南省教育厅优秀青年基金资助项目;湖南省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：17-23