某所失效分析！断口是由于晶粒界面失效？

guminjie1025

哪个是晶粒界面？一排连成线的晶粒 是晶界还是碳化物沿晶？求助

suda

单从宏观断口形貌看，对疲劳断裂的判断持有疑问，可否介绍转子的工况（确认是否承受交变载荷），如有扫描电镜的微观形貌图片最好也发出看看。
直线型碳化物（杆状碳化物，也称孪晶碳化物）和网络状碳化物都是锻或轧的过程中析出的，沿晶分布的说法没问题，锻（或轧）时有过热，大致看上去像Cr17型的马氏体不锈钢的组织。
感觉更像脆性断裂，个人观点。

guminjie1025

suda 发表于 2024-8-17 09:59
单从宏观断口形貌看，对疲劳断裂的判断持有疑问，可否介绍转子的工况（确认是否承受交变载荷），如有扫描电 ...

dzkyx1314

  断口上面有明显粗大的类石状，这些就是原始的碳化物沿晶边界，这些碳化物分布在最原始的晶粒边界，对性能影响非常大的，所以这个分析报告没有啥问题，也指明了方向。

SXK

dzkyx1314 发表于 2024-8-17 07:59
断口上面有明显粗大的类石状，这些就是原始的碳化物沿晶边界，这些碳化物分布在最原始的晶粒边界，对性能 ...

戴工，这些碳化物为啥会在晶界上聚集呢，有什么好的办法解决呢

dzkyx1314

SXK 发表于 2024-8-17 08:34
戴工，这些碳化物为啥会在晶界上聚集呢，有什么好的办法解决呢

   这个主要还是控制前面的锻造或者轧制工艺，必要的时候都过预备热处理加以改善。然后淬火前进行原始组织检测，发现这种碳化物就拒收。

guminjie1025

dzkyx1314 发表于 2024-8-17 13:06
这个主要还是控制前面的锻造或者轧制工艺，必要的时候都过预备热处理加以改善。然后淬火前进行原始组 ...

戴工今天跟锻件公司联系了。初步方案是降低终锻温度，锻件厂说这个轴直径120太小，不可能一直打就给打小了。我们有一个想法能否降低始端温度从而再锻打比不变的情况下，降低终锻温度：减少粗晶和碳化物沿晶析出材料为2cr13。

guminjie1025

suda 发表于 2024-8-17 09:59
单从宏观断口形貌看，对疲劳断裂的判断持有疑问，可否介绍转子的工况（确认是否承受交变载荷），如有扫描电 ...

是的 马氏体不锈钢2cr13.  工况：腐蚀性气体抽离的

dzkyx1314

guminjie1025 发表于 2024-8-17 16:22
戴工今天跟锻件公司联系了。初步方案是降低终锻温度，锻件厂说这个轴直径120太小，不可能一直打就给打小 ...

    温度方面，还有就是锻造结束后的冷却，想办法抑制碳化物沿晶析出。 后序改善了也可以在这里向大家分享一下。

guminjie1025

dzkyx1314 发表于 2024-8-17 17:10
温度方面，还有就是锻造结束后的冷却，想办法抑制碳化物沿晶析出。 后序改善了也可以在这里向大家分 ...

戴工 我司又下了两根转子的料，试验完了我分享再这里。锻件厂目前是锻造结束扔再那边，如果加快速度的化是埋沙 或者风冷
计划1：目前降低始端温度--从而降低终端温度（测温枪），锻后冷速不变
计划二：降低始端温度--从而降低终端温度（测温枪），埋沙
计划3：降低始端温度--从而降低终端温度（测温枪），风冷
望指正

biubiu

同意上面的所有回复，脆性断裂。

suda

guminjie1025 发表于 2024-8-17 16:26
是的 马氏体不锈钢2cr13.  工况：腐蚀性气体抽离的

材料是2Cr13钢的话有点出乎意料，没说明之前我认为含碳至少在0.3以上，本质上2Cr13还是属亚共析钢的，即便锻造过热，先共析的析出相也不应该是碳化物，唯一的可能就是微区的碳偏析，所以解决问题的思路不一定在锻后的冷却上，而重点应该是成分的均匀化上。
这个报告裂纹源是找到了，但为什么这里能成为裂纹源却没有得到解释。

guminjie1025

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guminjie1025

suda 发表于 2024-8-19 09:35
材料是2Cr13钢的话有点出乎意料，没说明之前我认为含碳至少在0.3以上，本质上2Cr13还是属亚共析钢的，即 ...

他们来料上一直是粗晶，铁素体基体+颗粒状碳化物+沿晶未溶碳化物。
这是来料检验


下面这个是我们调质后的金相

1是不是来料就有沿晶+未溶碳化物。2热处理淬火温度没达到：这些沿晶+颗粒碳化物未溶
3晶界脆，冲击也低 导致断裂
望指正--后期我附上第二批转子锻后图

suda

guminjie1025 发表于 2024-8-19 10:49
他们来料上一直是粗晶，铁素体基体+颗粒状碳化物+沿晶未溶碳化物。
这是来料检验

从沿晶碳化物的形态，只能认为是二次碳化物，锻后沿原粗大奥氏体晶界析出（前提是局部的碳偏析，达到了过共析成分），这类碳化物如果是Cr23C6型的，后续热处理采用常规温度淬火是熔解不了它的，解决它只能做二次淬火，第一次淬火解决Cr23C6型碳化物（高温区快冷，避免再次析出），二次淬火时再常温淬火，细化晶粒，小试样先试试，看看结果如何。

guminjie1025

suda 发表于 2024-8-19 11:09
从沿晶碳化物的形态，只能认为是二次碳化物，锻后沿原粗大奥氏体晶界析出（前提是局部的碳偏析，达到了 ...

局部碳偏析怎么检测，常规100倍金相取纵向偏析看不出什么

suda

guminjie1025 发表于 2024-8-19 11:18
局部碳偏析怎么检测，常规100倍金相取纵向偏析看不出什么

不锈钢的微观偏析在光镜下不像结构钢那么明显，但从二次碳化物分布不均匀就可说明偏析的存在。
其实也不用整那么复杂，通过热处理把组织做好，从而改善材料的脆性即可提高轴的使用寿命，正常情况下，2Cr13钢的调质组织是保持马氏体位向的回火索氏体+残余碳化物，即使组织粗大一点，只有消除了晶界碳化物，其冲击功是不会太低的，当然此钢有回火脆性的问题要注意。

guminjie1025

suda 发表于 2024-8-19 13:56
不锈钢的微观偏析在光镜下不像结构钢那么明显，但从二次碳化物分布不均匀就可说明偏析的存在。
其实也不 ...

感谢兄弟 111111111111111111111

fenger

脆性断裂，重点关注热处理淬火的温度以及回火脆性