管板锻件失效分析

2022-06-01 02:19陈志芳吴杏格陈民涛张根红太原重工股份有限公司
锻造与冲压 2022年11期
关键词:脆性断口锻件

管板是一种在圆形钢板上钻孔的配件,管板比管子的外径稍大,然后将管子穿入并焊接以固定管。主要用于化学容器,例如列管式换热器、锅炉、压力容器、冷凝器、中央空调、蒸发器、海水淡化,起支撑固定列管的作用。低温压力容器用管板,锻件材质为09MnNiD,调质后在进行-70℃低温冲击试验时,试样冲击值低,不满足KV

≥60J(-70℃)要求。为找出冲击韧性低的原因,提高产品质量,对管板进行解剖分析,确定了压力容器用管板锻件09MnNiD低温冲击值低的原因,并提出了改进措施。

试验分析

低倍试验分析

在管板径向截面和表面轴向截面取试片进行低倍热酸浸试验和硫印试验,结果见表1。

试验结果表明,不同方向试片低倍组织合格,均未发现肉眼可见不允许缺陷,但径向截面偏析较严重,级别达2.5级,如图1、图2所示,说明锻件致密度较好,均匀性较差。

据了解,随着两个钾肥项目的投产,欧洲化学公司已进入俄罗斯最大、全球第三大化学肥料生产企业的行列。欧洲化学公司自专注于肥料行业之后,经历了并购、整合、成长三个阶段。首先是并购了很多前苏联时代的化肥生产企业,在并购的同时,开始了从原料、物流到生产线管理系统的全面整合、扩张发展,实现了在全球的肥料生产和分销,并在磷、钾原料控制上实现了自给自足。值得一提的是,欧洲化学公司2012年并购了德国巴斯夫公司的整个肥料生产和德钾盐集团的氮肥、复合肥分销团队,开始实行分销网络的全球覆盖。

显微组织分析

在径向、轴向试片取试样做非金属夹杂物分析、金相组织分析和晶粒度试验,结果见表2。

(1)断口宏观分析

化学成分分析和力学性能检测

沿两试片中心开断口,断口为结晶状,未发现开口性缺陷,见图7、图8所示。

2

断口电镜分析表明:基体断口同样为解理加二次裂纹,解理河流花样同样较粗大,见图13~图15。开裂机制同属典型的脆性开裂。

(2)扫描电镜微区断口分析

1

断口电镜分析表明:基体断口为解理加二次裂纹,粗大的解理河流花样呈现不同微观棱面,具有裂纹起源于晶界沿不同解理面快速扩展的特征,同时断口上有枝晶状非金属夹杂物,如图9~图12所示。开裂机制属典型的脆性开裂,但粗大的解理花样与细晶粒组织不符。

断口分析

试验结果表明,钢中非金属夹杂物合格,两试样组织中均为铁素体+粒状珠光体+少量粒状贝氏体,既非淬火组织,也非正常正火组织,可见组织与热处理状态不符。同时,两试样均有组织偏析和混晶现象,对钢材塑性、韧性指标有明显影响。

对管板进行化学成分分析,材料成分符合要求,见表3。

在举象的基础上,教师可以引导学生创造出某种特定的情境、意境和心境。在课堂教学中,可以采用情境演示、实验体验等方法移情造境。例如,在《孝心献老人》一课中,可以让学生表演“小明照顾奶奶”的故事,《从“四大发明”说起》一课中,可以进行“活字印刷小实验”。让学生在表演和实验中体验故事中人物的感受,从心底流淌出自然的情感。

注重民族习惯中的法,即“民族精神”,这个观点与研究方法虽然最初由以萨维尼为代表的历史法学派所首创,但在现代中国法学界,也已有类似观点,例如以苏力为代表的法的“本土资源”学说。我们认为,两者在本质上并无差别,我们无须纠缠于概念上的辨析,而更重要的是通过对历史上法制改革的成败得失之分析,立足现实情况来进行彻底的反思,避免重蹈曾经的弯路。正如有学者所指出的:“于是可以回到最初的那个问题:民族精神、本土资源、中国国情……这些词语有什么关系?坦率地说,纠缠于词语没有意义,关键在于各人‘六经注我’的态度:是认真对待它,还是把它当作达成某种目的的借口。”[7]

按标准要求从距边缘不小于20mm处向里取样,做一拉三冲试验。试验结果表明,-70℃低温冲击值很低,三试样平均值10J,远低于要求的60J,具体数据见表4。

(3) P2Y12受体抑制剂给药时机:无论采取何种治疗策略,一旦诊断NSTE ACS,均应尽快给予P2Y12受体抑制剂。

讨论与分析

锻件低倍试验结果表明,低倍组织合格,锻件致密度较好,均匀性较差,严重的宏观偏析造成了化学成分及夹杂物等的不均匀分布,会降低钢的塑性及韧性指标。

微观试验结果表明,钢中纯净度合格,各部位不同方向组织均为铁素体+粒状珠光体+少量粒状贝氏体,带状组织在允许范围内,晶粒度很细,可见晶粒度和带状组织都较好,但是基体组织与热处理状态不符,既非淬火组织,也非正常正火组织,此组织大部分区域为铁素体基体上沿晶分布点、粒状碳化物,以铁素体为基体的金属及合金,其晶体结构影响都有明显的低温脆性。

管板锻件化学分析试验结果表明材料成分符合要求。力学性能试验-70℃低温冲击值很低,不符合要求。断口宏观分析为结晶状断口。断口微观形貌为解理加二次裂纹,粗大的解理河流花样呈现不同微观棱面,具有裂纹起源于晶界沿不同解理面快速扩展的特征,开裂机制属典型的脆性开裂,说明材料已产生严重的低温脆性。通常影响材料低温脆性的因素主要有如下几方面,晶体结构、夹杂物、晶粒度、显微组织等,体心立方金属及其合金存在低温脆性,组织状态、组织均匀性直接影响材料的冲击吸收功和韧脆转变温度,正是由于管板材料组织大部分区域为铁素体基体上沿晶分布点、粒状碳化物,以铁素体为基体的金属及合金有明显的低温脆性,沿晶聚集碳化物弱化了晶界,直接影响低温脆性,结果导致材料低温冲击值很低。同时锻件宏观偏析造成组织分布不均匀,对材料性能指标产生不利影响,应予以控制。

结束语

管板材料成分符合要求,钢中纯净度合格,锻件低倍组织合格,偏析较严重。管板基体组织与热处理状态不符。管板材料已产生严重的低温脆性,组织状态不良是导致低温脆性主要原因,组织均匀性不佳是辅助原因。

同课异构必须要考虑文本的题材和体裁特点。教师常常会依据文体特征设计课堂,因为这样最便于学生直观、感性地了解、体验学习的内容。比如,诗歌是用来诵读、吟唱的,剧本是提供表演的,像这样文体特征鲜明的文本,在异构上也是可以做文章的。比如,讲授《雷雨》这样的剧本,就可以尝试以下两种同课异构设计思路。

冶炼过程中应严格控制杂质含量,降低有害气体的含量,适当降低浇注温度,提高钢锭纯净度,减少偏析、非金属夹杂等宏观缺陷。调整热处理工艺,控制淬火时冷却速度,改善热处理组织状态及性能指标。

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