ジェネレーターの包括的な分析と考察

(1) 帯状組織の害

金属組織検査の結果は、材料に明らかな帯状分離があることを示しました。帯状組織とは、鋼の圧延方向に沿って形成される組織で、主に初析フェライトとパーライトで構成されています。隣接するバンドの微細構造と特性が異なるため、強いバンドと弱いバンドの間で必然的に応力集中が発生し、機械的特性が全体的に低下し、明らかな異方性が生じます。外力が作用すると、ストリップ構造に沿って層間剥離が容易に発生し、材料の早期破損の基礎となります。

(2) 帯状構造の起源

ストリップ構造は、低炭素鋼の一般的な欠陥構造です。これは、2 つの理由によって引き起こされます。まず、鋼塊の結晶化プロセス中の溶鋼の選択的結晶化により、デンドライト構造が不均一に分布します。圧延プロセス中に、粗いデンドライトが伸びて徐々に変形方向に向かい、炭素および合金元素の枯渇バンドと濃縮バンドの重ね合わせが形成されます。徐冷の過程で、フェライトとパーライトは主に帯状構造になります。この場合、組成バンディングは、組織バンディングの基礎と前提条件です。そのため、従来のアニーリング正規化を排除することは困難であり、1 回または 3 回の高温拡散アニーリングと正規化を行って改善または排除する必要があります。

2 番目の理由は、不適切な熱間加工技術によって引き起こされるリボン組織です。熱間圧延温度が二相帯の場合、フェライトはメタルフローに沿ってオーステナイトから帯状に析出し、未分解のオーステナイトは帯状に分裂する。A1 まで冷却すると、帯状のオーステナイトが帯状のパーライトに変化します。バンド構造は、正規化またはアニーリングによって改善および除去できます。

(3) バンド構造解消シミュレーション実験

バンド偏析の原因を特定し、それを排除するために、20 鋼を従来の熱処理プロセスに従って焼ならし処理を行いました。処理された金属組織（図６参照）は、足場の帯状構造が著しく改善されたことを示し、これは、足場の帯状構造が不適切な熱処理プロセスによって引き起こされたものであり、適切な正規化処理後に改善および除去することができたことを示している。そこで、足場破壊の内部原因とその改善策を材料の微細構造の側面から探ります。

(4)総合分析

ブラケットの外部構造の設計と加工から、ブラケットの全体的な形状が粗く、溶接が明らかで、ナイフの跡や穴がいたるところに見られ、全体的な加工品質が良くないことを示しています。図２の支持体の構造および破断位置から分かるように、1 号機では、構造設計上の弱点であった水平および垂直の鋼板のコーナーで破断が発生しました。応力集中を減らすためにアーク遷移ゾーンが必要ですが、明確な加工ステップがあります。このような明らかな機械加工の欠陥は、間違いなく応力集中ゾーンにつながり、亀裂の開始と発達のチャネルが開きます。

サポートの全体的な処理技術に関して、熱間圧延鋼板は使用前に正規化されておらず、対応する物理的および化学的検査テストも行われておらず、構造上の欠陥のある原材料が次の処理プロセスに直接転送されました。さらに、サポートの鋼板は、溶接後に焼鈍または正規化されていないため、必然的に溶接残留応力が存在し、サポートの脆性破壊プロセスがある程度加速されます。

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