主汽门阀盖螺栓断裂失效分析

某电厂在停炉检修时发现一主汽门阀盖螺栓断裂失效,采用宏观分析、化学成分分析、硬度试验、金相分析、断口以及能谱分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓断裂的主要原因为螺栓显微组织粗大且不均匀,在长期高温和应力作用下,局部位置的晶界发生蠕变产生蠕变孔洞;然后在腐蚀介质的作用下,裂纹从晶界蠕变孔洞处萌生并沿晶界扩展,最终造成一次性沿晶脆性断裂。     

超超临界汽轮机IN783螺栓断裂原因分析

某电厂汽轮机运行过程中在其中调门IN783合金螺栓的光杆处发生断裂。通过宏观和微观观察、化学成分和性能检测的基础上,对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺栓断裂起源于中心孔壁,断口以沿晶脆性形貌为主,断裂性质为应力加速晶界氧化(SAGBO)脆性断裂;β时效处理不合格导致SAGBO抗力不足是螺栓发生断裂的主要原因。     

离心式压缩机用螺栓断裂失效分析

离心式压缩机固定法兰采用的12.9级高强度螺栓出现断裂失效,本文对离心式压缩机所使用的这类螺栓进行受力分析、破坏力矩检测、材料化学成分检测等,并结合断裂螺栓的断口宏观和微观分析,确定螺栓断裂的性质为脆性断裂,认为螺栓材料中含有Al2O3和其他非金属夹杂物是造成脆性断裂的主要原因,建议严格控制高强度螺栓中非金属夹杂物的含量。     

物理金相三级人员试题参考答案

二　问答题2 4 .沿晶断裂是裂纹沿晶界扩展而造成金属材料的脆断。在失效分析中常见的有以下几种类型的沿晶断裂形式 :(1)晶界沉淀相造成的沿晶断裂。晶界上不连续的沉淀相在外力作用下 ,在其周围首先形成微孔 ,后经长大连接成为晶界裂纹 ,最后造成沿晶断裂 ,此时为沿晶韧窝断裂。若晶界上沉淀相粒子形成脆性网状薄膜 ,此时断裂为脆性薄膜分裂型。(2 )杂质元素偏聚造成的沿晶脆断。杂质元素Ｐ ,Ｓ ,Ｓｂ ,Ａｓ和Ｓｎ等在晶界上存在并达到一定浓度时 ,它们将降低晶界内聚能 ,从而引起脆断。如高强度低合金钢的回火脆性就是典型例子。(3)由环…     

自行车链轮曲柄断裂原因分析

采用化学成分分析、微观组织检验、断口宏观和微观观察及能谱分析等方法对自行车链轮曲柄断裂的原因进行了分析。结果表明：曲柄断裂为疲劳断裂;由于材料的过烧,使晶界上产生复熔共晶球,脆化了材料的晶界,使用时产生沿晶裂纹,降低了材料的疲劳强度,致使曲柄产生早期疲劳失效断裂。     

地角螺栓断裂失效分析

应用扫描电镜、光学显微镜和化学分析等检测手段，对地角螺栓断裂原因进行了探讨。结果表明，由于材质40Cr钢调质处理不当，致使钢的显微组织中存在有沿晶界呈网状分布的铁素体相，晶界严重弱化，造成地角螺栓在拧紧时从应力集中的栓杆与螺帽圆角处沿晶脆断。     

液氨储存罐304不锈钢法兰连接螺栓断裂失效分析

某火电厂液氨储存罐上方气氨出口气动阀上的304不锈钢法兰连接螺栓在服役过程中发生断裂,采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备,从显微组织、断口、硬度、拉伸性能等方面分析了该304不锈钢螺栓断裂失效的原因。结果表明:螺栓失效模式为应力腐蚀开裂;螺栓材料成分不合格(高碳、低铬),导致合金的耐蚀性能大幅降低,晶间应力腐蚀倾向增加;螺栓服役环境为紧邻海岸的海洋大气,空气中氯离子含量较高,螺栓在服役过程中表面易于发生腐蚀,在预紧力、气氨出口气动阀工作过程中产生的拉应力和氯离子的共同作用下裂纹快速沿晶扩展,直至断裂失效;此外,螺栓内部存在较多铸造缺陷,会显著降低合金的力学性能,在发生腐蚀破坏的情况下,使螺栓出现过早断裂失效。     

铰链梁铰耳断裂原因分析

铰链梁在使用过程中铰耳发生断裂,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口扫描电镜分析等方法,对铰耳断裂原因进行了分析。结果表明:铰链梁中的残余铝含量和氮含量较高,夏季铸造时冷速过慢,使得一次奥氏体晶界析出AlN夹杂物造成晶界脆化,同时晶界上大量的铸态MnS以及Al_2O_3类夹杂物也加剧了晶界的脆化,导致铰链梁铰耳在使用过程中发生沿晶脆性断裂。     

调压站天然气管道法兰螺栓断裂的原因分析

某调压站天然气管道法兰螺栓发生断裂,为找出其原因,对发生断裂的法兰螺栓进行宏观检验,采用场发射扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、金相显微镜、布氏硬度计分析测试了断口微观形貌、化学成分、金相组织和硬度.结果 表明:该法兰螺栓断裂的主要原因为材质错用,供货态为非调质处理,与设计不符,且螺栓本身存在严重开口缺陷,开口缺陷贯穿螺杆至螺纹处,径向最深处至螺栓心部,运行中螺杆中间部位承受较大的预紧力和扭转剪切力,在螺杆中间开口裂纹尖端沿晶界缺陷快速扩展,直至脆性断裂.据此给出了相应改进建议.     

汽轮机中压调汽门螺栓断裂分析

采用力学性能、金相分析等方法，对汽轮机螺栓的断裂进行分析，分析结果表明，螺栓在长期高温运行过程中，碳化物沿晶析出导致晶界弱化，从而在应力作用下形成疲劳源，最终产生疲劳断裂。     

中锰奥氏体钢的脆性断裂研究

水韧处理的中锰钢经退火处理后有较好的加工性能,但再经水韧处理,其室温拉伸试验发生了沿晶+解理的脆性断裂,并且塑性大幅下降。通过断口形貌、显微组织、X射线衍射和表面分析等手段,对这种特殊断裂现象进行了研究。结果表明,沿晶断裂是杂质元素在晶界偏聚的结果,而解理断裂与大量沿晶断裂的产生和奥氏体晶粒中的变形孪晶有关,其解理面为面心立方结构的(111)密排面。     

耐久道路试验中钢支架断裂原因分析

某汽车用钢支架,在耐久道路试验过程中发生断裂失效。通过化学成分分析、静拉伸试验、金相检验和断口分析,对比了耐久道路试验的失效件和合格件,分析了该钢支架的断裂原因。结果表明:失效支架材料中的碳含量很低,材料的晶界强度较弱;支架断裂部位发生了较大冲压形变,导致应力较大;二次加工脆性是支架沿晶疲劳断裂的根本原因。     

节流阀阀套断裂失效分析

国外某气田单井的井口节流阀阀套在运行10d(天)左右后便发生了断裂失效。为了研究阀套的失效原因,对其宏观形貌、化学成分、显微组织、硬度和断口形貌等方面进行了分析。结果表明:阀套主要呈脆性断裂特征,表现形式为沿晶断裂,断裂与环向应力和轴向应力相关;裂纹从阀套外表面的点蚀坑底部萌生,沿壁厚方向扩展,阀套在受到较大的环向应力时发生应力腐蚀开裂。     

高强螺栓断裂失效分析

材质为PCrMo钢的M8 mm×1 mm-25 mm高强螺栓在装配后发生断裂,利用宏观、金相显微镜、扫描电镜等测试手段,从显微组织、断口形貌等角度分析了高强螺栓断裂的失效原因.结果 表明:螺栓的化学成分、硬度符合图样设计要求,在螺栓装配过程中未规定安装的方法及力矩,造成螺栓受外力过大;断口处及心部为沿晶开裂+韧窝形貌,分析螺栓表面处理工艺,磷化前酸洗工序和磷化过程会造成基体含氢量增加,螺栓在异常外力与基体氢脆内因的共同作用下,最终发生断裂.针对上述断裂原因采取了规定紧固力矩、增加装配专用工装及优化表面处理工艺3方面工艺措施,解决了螺栓的断裂问题.     

合金铸钢的显微偏析与晶间脆性

对两种低合金铸钢的沿晶脆性断裂现象进行了研究,结果表明,两种脆化材料的断口均为沿晶脆性断裂。在沿晶面上观察到生长完善的枝晶结构和疏松露头。透射电镜观察与电子衍射分析确认,有薄膜状第二相沿晶间和枝晶沉淀。用俄歇电子能谱仪和离子探针测定了脆性断裂面上杂质元素的偏析,结果表明,沿晶表面上存在H,C,O,N和S的偏析,尤其以O的偏析为甚。经冶炼工艺试验证实,引起两种铸钢的晶间脆性的主要原因是AlN沿初生奥氏体晶界和枝晶间的沉淀,而H,O,N,C等杂质元素的偏聚促进了这种脆性现象的发生。     

叉形扳手脆性断裂分析

某叉形扳手在使用中额频出现断裂。采用化学分析，宏、微观捡测和电子探针等方法对失效件进行了分析。结果表明，该扳手材料含锰量太低,造成低熔点的FeS沿铸态奥氏体晶界析出，导致铸件脆性断裂。     

风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、力学性能试验、断口分析、有限元分析等方法对某风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:该主轴连接螺栓断裂模式为氢致脆性断裂;螺栓表面处理前的酸洗工艺控制不当造成大量氢渗入,是导致其氢致脆性断裂的主要原因。     

火电厂用螺栓紧固件的失效分析与防范措施

本文分析了螺栓紧固件(25Cr2MolV钢)失效原因,表明碳化物沿晶界和亚晶界析出,从而使螺栓的抗蠕变和疲劳能力下降,降低了使用寿命,对此提出相应的防范措施。     

高强度钛合金螺栓断裂失效分析

规格为M4×30 mm高强度钛合金螺栓在正常预紧装配后自行断裂。采用金相检验、扫描电镜断口分析、二次离子质谱分析和螺栓的受力分析等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明,螺栓断裂的性质为低应力脆性断裂,断裂机理为氢致延迟断裂,导致螺栓氢致延迟断裂的原因主要与该批棒材原始氢含量过高有关。     

热轧钢管用2Cr13钢束节断裂失效分析

某钢管厂热轧13Cr钢管时使用钼顶头并配套使用2Cr13马氏体不锈钢束节,在使用过程中发现束节连接顶杆部分频繁出现断裂。通过宏观分析、化学成分分析、金相分析等方法对束节断裂原因进行了分析。结果表明:引起束节断裂的主要原因是,温度过高导致束节材料晶粒粗大并产生大量沿晶分布的δ铁素体,不仅降低了材料韧、塑性,而且破坏了基体连续性,从而使束节发生沿晶脆性断裂。