2. Металлографический анализ субстрата углеродной стали

Морфология пустоты в углеродной стальной подложке композитной пластины перед спиндением напоминает материал перед обработкой. Однако после холодной спиндации значительно увеличивается количество и диаметр пустот. Это происходит потому, что во время холодной прядки углеродная стальная основа подвергается холодному закреплению из-за повторного применения силы. Это приводит к накоплению дислокации и изменениям в металлографической структуре. Эти изменения размера пустоты и распределения являются основной причиной разрыва материала и сбоя.

2.2 Металлографический анализ сваров из нержавеющей стали

Сварки на пластине из нержавеющей стали были созданы с помощью двусторонней ручной дуговой сварки, в результате чего появились двусторонние образования без какой-либо ремонтной сварки. Сварка со стороны, прикрепленная к углеродной стальной основе, является вторичной сваркой, в то время как сварка на внутренней стене поверхности головки является первичной сваркой. Между двумя сварками существует геометрический дефект размером менее 2 мм из-за недостаточного проникновения во время второго сварки. Этот дефект образует непрерывное линейное несовершенство сварки вдоль центра сварки.

Эти дефекты сварки стали точками инициирования трещин во время процесса холодной спинации. Дальнейшее увеличение этих дефектов показывает предпочтительную инициативу трещин на их краях. Таким образом, дефект линейной сварки в пластине из нержавеющей стали идентифицируется как основной источник внутреннего разрыва в головке композитной пластины.

2.3 Анализ сканирующей электронной микроскопии (SEM)

Анализ SEM образцов переломов показал, что переломы композитных пластин из нержавеющей стали демонстрируют характерную пластиковую равноосную конструкцию, указывающую на перелом пластика при перегрузке. Аналогичным образом, переломы подложки из углеродной стали также демонстрируют пластиковую структуру, но с значительными изменениями размеров. Было наблюдено много необычно больших ямок, которые были связаны с материальными несоответствиями и пустотами в металлографической структуре. Эти пустоты являются главным источником больших ямель в переломах.

Резюме

1. Дефекты сварки как источник трещин
   Линейные дефекты в двусторонних ручных дуговых сварках пластины из нержавеющей стали, распределенных вдоль центра сварки, были критическим источником трещин во время изготовления композитной головки пластины DN6200. Повторяющиеся силы во время процесса вращения привели к распространению этих трещин, что в конечном счете привело к отказу головки из-за перегрузки.

2. Полости субстрата из углеродной стали
   Многочисленные пустоты в углеродной стальной подложке были ответственны за образование аномально больших глубин во время переломов при перегрузке. Эти пустоты способствуют неравномерным свойствам материала и являются областями, где наиболее вероятно возникнуть трещины. Увеличение количества и размера пустоты в первую очередь связано с повторяющимися внешними силами во время процесса холодной спиндирования, которые вызвали затверждение холодной работы, накопление дислокации и изменения металлографической структуры.

3. Рекомендации

   • Контроль пустот:Необходимо прилагать усилия для сведения к минимуму количества и размера пустот в подложке углеродной стали для уменьшения потенциальных дефектов, усугубляемых холодной работой.
   • Качество сварки:Качество соединительных сваров должно строго контролироваться. В частности, во время ручной дуговой сварки пластин из нержавеющей стали необходим тщательный осмотр сварки для устранения скрытых внутренних дефектов и обеспечения надежной целостности сварки.