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冲压弯头开裂原因分析

浏览：发表时间：2021-06-01 10:41:31 来源：文章来自网络，如有侵权，请联系删除。

某厂使用的冲压弯头，规格为中219mm13mm，材料为0Cr18Ni9不锈钢，内部介质为氧气，设计压力6.0MPa，设计温度60℃，外壁暴露在环境大气中。2007年8-9月安装，2008年初使用，2011年7月初发现泄漏。开裂位置在弯头一侧的焊缝附近，开裂位置水平朝上。为查明该冲压弯头开裂的原因，笔者对其进行了理化检验与分析。
l理化检验
1.1宏观检验弯头开裂的位置在焊缝附近，裂纹在外壁断续分布，其宏观形貌如图1所示，距焊缝近的距离约12.5mm，内壁也可见断续分布的裂纹，但其长度短于外壁裂纹的长度。在弯头上取一段裂纹试样，人工将其打开，形成断口，可以发现断面较粗糙，后撕裂区位于内壁，表明裂纹从外壁起源向内壁扩展，打开裂纹后外壁和内璧的裂纹形貌如图2和图3所示。
1.2化学成分分析在开裂弯头上取样进行化学成分分析，结果见表1，可见所测元素的含量均符合GB/T149762002对0Cr18N9不锈钢的要求。
1.3力学性能测试在冲压弯头上取样进行拉伸试验，结果见表2GB/T14976-1994规定测试试样应为直管，但该试样为弯头，故对其力学性能不做判定。
1.4断口分析将裂纹人工打开形成断口试样，清洗前后分别置于扫描电镜下观察。清洗前裂纹源区的断面上存在覆盖层。清洗后观察，裂纹源区的断口为沿晶形貌，如图4所示；裂纹扩展区也具有沿晶特征，如图5所示；人工撕裂区为韧窝特征，如图6所示。
1.5能谱分析利用EDAX能谱仪对清洗前断面上的覆盖层进行元素定性及半定量分析，结果（质量分数）。
1.6金相检验在冲压弯头上截取金相试样，经镶嵌、磨抛后置于光学显微镜下观察，发现试样中存在非金属夹杂物。
根据GBT10561-2005，采用实际检验A法评定非金属夹杂物的分为A0.5，B.5，C0，D1.0截取冲压弯头裂纹处和未断裂处基体试样的剖面试样，经镶嵌、磨抛，用盐酸和硝酸的体积比为3:1的水侵蚀后，置于光学显微镜下观察。缺陷处的抛光态形貌如图7所示，将试样经化学试剂侵蚀后再进行观察，可见缺陷处和基体的组织均为奥氏体和少量沿品分布的碳化物，如图8和图9所示。

1.7晶间腐蚀试验分别在出现裂纹的焊缝附近区域和基体取样，分别编号为试样1和试样2.按GB/T4334-2008中的E法，将试样在屑溶液中进行16h沸腾试验。经180°弯曲后检验，在试样弯曲面上可见裂纹，如图10所示，表明试样有明显的晶间腐蚀倾向。