针对煤矿液压支架油缸活塞杆(材质40Cr钢)服役过程中存在耐磨性、耐蚀性较低的问题,提出表面渗硼改性工艺。从活塞杆切取试样,利用金相、XRD、显微硬度、耐蚀性能测试等方法研究了试样在未调质和调质两种初始状态下经渗硼及渗硼后淬火对其渗硼层组织和性能的影响。研究结果表明活塞杆渗硼前的调质可以促进硼化物的形成与析出,使其析出强化作用更显著;渗硼后再经淬火的渗硼层硬度略有降低,从表面到心部的硬度梯度有所减小,表面脆性降低,塑性和韧性提高。

采用宏观形貌分析、断口形貌分析、显微组织观察、硬度测试等手段,对伸缩油缸通油管总成的断裂原因进行分析。结果表明,通油管总成的断裂类型为宏观脆性断裂,裂纹源位于活油管焊趾处的熔合线上,管壁一周焊趾处都产生了裂纹并向内壁扩展形成断口的放射区,最后断裂区在内壁形成剪切唇。引起断裂的主要原因是活油管表面的镀铬层残留在熔合线上,裂纹源从镀铬层界面起裂,最后导致活油管在焊接处断裂。

通过断口观察、显微组织分析、化学成分分析、力学性能检测以及后续的验证实验对40Cr钢耳环杆部断裂失效原因进行了分析。结果表明,失效件没有进行调质处理,显微组织中存在着大量的网状铁素体,使得材料性能低于标G准B3077要求,在应力集中的螺纹根部易形成裂纹是耳环杆断裂的主要原因。另外,低倍检查发现失效件中存在白点。

对断裂的起重机变幅油缸断口进行了宏观分析、扫描电镜观察,并对缺陷处和材料内部进行了组织分析和硬度测试。结果表明,表面存在的焊点使局部淬火得到马氏体组织,疲劳裂纹在此萌生;材料中粗大的魏氏组织促使疲劳裂纹快速扩展,最终导致疲劳断裂失效。

通过改变热处理工艺参数,研究了热处理工艺对27S iMn油缸组织和性能的影响。结果表明,经不同温度淬、回火后,沿缸体截面的硬度呈U形分布;缸体壁厚的中部区域组织为铁素体+珠光体;缸体壁厚的内、外表层组织为回火屈氏体/回火索氏体,860℃淬火后的组织同时有残留铁素体。860℃淬火530℃回火时的强韧性最佳。

通过宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能检测、显微组织观察等方法,对两根高调阀自密封拉紧螺栓的断裂原因进行分析。结果表明,螺栓的材料牌号确定为1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢,其中编号为91的螺栓的塑性和韧性皆已不满足要求,且组织中存在有害的Laves相容易发生冲击断裂。编号为91的螺栓第2~3螺纹牙底存在高温时的原始裂纹,编号为92的螺栓第3~4螺纹牙底存在高温时的坑状裂纹源,两根螺栓均是在常温时因冲击载荷的作用导致迅速断裂。

为提高液压柱塞泵用30CrMoV9钢的综合性能及表面的耐磨性和抗疲劳性,对30CrMoV9钢的调质工艺及粗加工后的气体渗氮工艺进行了研究,对调质硬度、渗氮层深度、渗氮后的显微组织、渗氮层硬度等进行了测试。结果表明,经900℃淬火及630~640℃的回火处理后,30CrMoV9钢可满足硬度在28~35 HRC的要求;调质态30CrMoV9钢进行气体渗氮处理后,表面平均硬度可达750 HV0.5以上,可有效提高零件的接触疲劳强度。

ZL111铝合金液压制动主缸体在外观检测时发现主缸开裂,密封检测漏气。为查找铝合金主缸开裂原因,对主缸裂纹、断口形貌、显微组织进行观察,检测其化学成分、相变点。结果表明,主缸的失效是因为组织存在过烧缺陷,降低了材料强度,且晶界存在呈圆角状分布的脆性共晶硅相,并聚集长大,进一步弱化晶界。在淬火应力作用下,缸体开裂,后续加工过程中裂纹扩展至宏观裂纹。讨论并分析主缸开裂的根本原因是成分中Mg元素含量偏高,降低了引起主缸过烧的温度。

对柱塞泵泵头体的断裂失效进行分析、检验，发现渗碳淬火时造成很大应力，在泵体应力集中严重的部位产生了裂纹，受高工作应力的作用，裂纹扩展而断裂。这与成分偏析、混晶组织、表面加工粗糙及热处理质量差等因素有关。

针对多级液压缸失效现象从宏观和微观组织及力学性能等方面进行了测试和分析.结果表明由于原材料晶粒粗大导致材料的低温冲击韧度非常低在偏载和换级时的冲击载荷导致液压缸断裂失效.