其军用高压气瓶采用30CrMo钢坯经热冲压收口加工制成。根据高压容器技术条件要求,高压气瓶在高频加热设备热处理调质后,应进行水压爆破试验,以检验工件的强度指标和安全性能。水压爆破试验中发现,瓶体上出现鱼尾状分叉破口,不符合技术条件要求,为不合格报废品。
断口分析发现,断口布满细而发亮的颗粒,有金属光泽,呈亮灰色,呈脆性断裂特征。金相观察发现,组织为粗大条束装形貌,晶粒度为5.5级。透射电镜微观组织观察,发现除部分回火索氏体外,组织甲有大量板条状马氏体,而碳化物呈条状在板条之间分布。这是一种高频加热设备调质热处理的缺陷组织,性能较差。断口观察显微组织有明显的河流花样形貌,为准解理断口。微观观察到微区裂纹,说明裂纹以准解理断裂方式为主发生断裂。分析认为,高压气瓶水压爆破出现异常破口失效的主要原因是回火组织粗大和回火不足,导致裂纹沿一定结晶学平面和一些薄弱条束方向发生解理断裂,使断裂破口出现分叉。
针对上述工件缺陷,进行了工艺改进试验,采用了正火调质改进高频加热设备热处理工艺。该工艺使工件组织得到了细化,并进行了充分回火,用扫描电镜观察,断口为韧窝纤维状断口,满足了技术条件要求,产品断裂为韧性断口,工件显微组织和性能均满足技术要求,实现了安全、高质量生产。