來源:鄭州高氏發表時間:2020-01-02 11:11:14
二通管是航空發動機輸油管的重要連接件,采用直徑22mm高溫合金GH30鋼棒材經模鍛、熱處理、機加工和焊接退火等工序制成。生產中發現,幾件二通管內圓凸臺處出現橫向裂紋及漏油現象,該零件裂紋已貫穿整個截面造成斷裂失效,險些釀成生產事故。
斷裂二通管經化學成分及低倍組織檢驗,均符合技術標準要求。裂紋試件金相觀察和掃描電鏡能譜分析表明,裂紋周圍存在夾雜物偏聚,該夾雜物系由碳化物、碳氮化物及氧化物組成。工件鍛造中,由于夾雜物偏聚削弱了金屬的連續性,破壞了基體金屬的塑性變形能力,同時,由于分模面附近存在碳化物,鍛造變形時此處金屬流動和塑性變形劇烈,因而工件在鍛造熱變形時裂紋在交界面附近夾雜物處萌生,并沿夾雜物分布方向不斷擴展。二銅管熱處理為固溶處理,工藝為1000℃x20min后空冷,固溶處理組織為奧氏體和未溶碳化物。金相分析發現,工件鍛后產生裂紋后,在固溶處理中,裂紋兩側發現氧化脫碳嚴重。工件焊接加工中,由于二通管工件尺寸較小,壁厚較薄(2-3mm),焊接熱影響區已達到裂紋周圍區域。焊接冷卻中,中心部位與端部溫差大,工件因受溫差拉應力(熱應力)作用,使裂紋迅速擴展至工件斷裂。
為防止工件產生裂紋和斷裂,采取以下措施:
(1)嚴格控制冶煉工藝,杜絕冶煉缺陷和夾雜
(2)嚴格控制鍛造工藝和熱處理工藝,保證工件處理質量,防止裂紋產生及擴展。
(3)減少焊接應力,采用高頻淬火設備80kw進行焊接熱處理時,我們應控制焊接工藝,減少熱影響區和焊接冷卻中加速工件裂紋擴展的不利影響。
采用上述改進工藝后,工件未出現裂紋斷裂現象,而且其質量和使用壽命都得到了很大程度的提高,滿足了生產技術要求,生產運行穩定正常。較為重要的是該工藝適合大批量大規模生產,可有效提高經濟效益。