双动滑阀螺栓断裂失效分析

对双动滑阀装置上连接基座与滑道的螺栓在使用过程中发生的断裂进行了分析.结果表明,该螺栓化学成分和金相组织未见异常.断裂为多源沿晶断裂.经过对螺栓的服役条件以及工作中受力情况进行分析,认为螺栓断裂主要是由于长时间在高温条件下发生蠕变导致的.     

12.9级高强度螺栓断裂原因分析

某压力容器用12. 9级螺栓在使用一段时间后发生断裂,通过化学分析、显微组织观察、断口观察等方法进行了分析,结果表明:螺栓分为两阶段断裂,螺牙根部存在多处集中分部的加工折叠缺陷,在随后的使用过程中在缺陷处产生应力集中,在裂纹在缺陷处萌生,随后由于氢脆产生沿晶扩展裂纹。在压力容器停用维修时已生成的裂纹被氧化为暗色,重新启用后,螺栓剩余未断裂部分可能经受异常较大受力,导致第二阶段为过载一次性断裂。     

燃气机涡轮连接螺栓断裂原因分析

某燃气轮机涡轮系统用连接螺栓,试车分解检查时发现多件断裂。采用断口宏微观观察,金相组织分析,能谱分析,故障模拟验证试验等方法,对螺栓的断裂原因进行了综合分析。结果表明:失效螺栓属于沿晶脆性断裂;螺栓装配过程中使用的高温丝扣脂中的低熔点元素Pb,在一定的拉应力、温度作用下,引起晶界腐蚀损伤是导致螺栓断裂的主要原因。该研究结果对此类螺栓的使用和故障预防可提供借鉴。     

核电厂溢流阀螺栓断裂的原因

某核电厂溢流阀螺栓发生断裂。通过分析和观察断裂螺栓的化学成分、硬度、显微组织及宏微观形貌,探讨了螺栓断裂的原因,并提出了相应的建议。结果表明:失效螺栓的化学成分及组织正常,螺栓等级为12.9级,硬度接近标准上限;螺栓的断口具有沿晶特征形貌,断裂性质是氢致应力腐蚀开裂,为环境促进开裂机制作用的结果。     

某型发动机38CrA螺栓断裂机理分析

通过对某型发动机38Cr A螺栓断口的宏微观形貌观察、能谱分析及现场工艺复查,研究了38Cr A螺栓故障件的断裂机理。结果表明:由于操作不当造成表面应力集中,在螺纹底部产生微裂纹;第一次错误镀锌工序中,异常镉元素沿晶界渗入基体内部,导致失效螺栓断口存在大量镉元素;后续的除氢工序中熔融态镉原子靠其表面的自扩散向裂纹尖端沿晶扩散,使得晶界弱化,最终导致螺栓沿晶脆断。     

高速列车1Cr17Ni2制动杠杆螺栓沿晶开裂机理研究

高速列车用1Cr17Ni2马氏体不锈钢制动杠杆螺栓在服役过程中发生脆性沿晶开裂。通过断口观察、腐蚀产物成分分析、力学性能测试、微观组织分析和验证试验,揭示该螺栓的开裂机理。制动杠杆螺栓沿晶开裂的原因主要来自两个方面:内因是第二类回火脆性使Cr元素在晶界偏聚,并在晶界上生成"串珠状"含Cr第二相粒子,导致晶界强度下降;外因是螺栓在服役过程中受到了具有较大应变速率的外力的作用。此外,裂纹萌生的位置表明,应力集中在制动杠杆螺栓开裂过程中扮演了重要角色。     

电力机车连接螺栓断裂分析

采用宏观观察、金相检验、成分分析、力学性能检测及断口分析对断裂的连接螺栓进行分析。结果表明:螺栓呈现脆性断裂特征,裂纹源位于螺杆与六角头过渡处,源区微观特征为沿晶+准解理,晶面上存在孔洞及撕裂棱,具有氢脆断裂的特征,并且在螺杆与六角头过渡处存在过度腐蚀的特征;螺栓断裂的主要原因为酸洗过度导致过多的H渗入基体内,在扭转应力和拉伸应力共同作用下,发生氢致延迟断裂。     

六角头螺栓断裂原因分析

对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。     

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对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。     

基于超声波粗晶检测技术的汽轮机汽门螺栓断裂分析

为了找出汽门螺栓断裂原因,采用超声波粗晶分析、化学成分检测、力学性能检测、显微组织分析及SEM断口微区分析等技术对600MW汽轮机断裂螺栓进行综合性检测试验分析。结果表明,使用超声波技术可以有效地检测出材质为20Cr1Mo1VTiB的高温螺栓是否存在粗晶。螺栓断裂是由于部分螺栓遗传了热加工过程中的粗大晶粒组织,严重降低了材料的塑性和冲击韧性,致使其在汽门频繁动作时的冲击载荷作用下沿应力最为集中的丝扣处发生断裂。     

汽轮机组阀盖紧固螺栓断裂失效分析

采用宏观形貌和显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试和冲击断口微观形貌观察等方法,对某电厂4号汽轮机组中压调节阀阀盖用20Cr1Mo1VTiB钢紧固螺栓的断裂原因进行了研究。结果表明,螺栓断裂的原因主要与长时高温运行引起的蠕变损伤有关。螺栓的许用工作温度(570 ℃)仅略高于汽轮机组的设计温度(566 ℃),裕度存在不足,且螺母端第一扣螺纹牙底处的应力集中程度较高,在长期高温和低速率应力集中的共同作用下形成蠕变孔洞,冲击性能逐渐下降,并最终引发蠕变损伤断裂。据此,建议对中压调节阀紧固螺栓及相应的垫圈材料配套进行等级升级。     

高调阀自密封拉紧螺栓断裂分析

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。     

铸态Mg-2Zn-1.5Cu合金组织及力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD物相分析以及力学性能测试等手段,研究了Mg-2Zn-1.5Cu(at%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态合金存在较为明显的元素偏析,主要的第二相为MgCuZn相;合金的力学性能随着温度的提高而不断降低,塑性变化幅度要明显高于强度,合金的断裂方式也由低温时的沿晶断裂转变为高温时的穿晶断裂;在相同温度下,随着应力的提升,合金的稳态蠕变速率提高,蠕变机制由晶界控制转变为晶界及位错共同控制;在相同的应力下,随着温度的提升,合金的稳态蠕变速率存在数量级的提升,蠕变激活能由130kJ/mol降低到36.4 kJ/mol;在200℃,45 MPa时,出现加速蠕变阶段,发生蠕变断裂,断口存在明显的穿晶断裂特征,基体中有大量的沿基面运动的位错,部分位错发生攀移,MgZnCu相具有减缓蠕变变形的作用。     

钢制螺栓液态金属致脆分析

汽车空调压缩机螺栓在其服役过程中发生法兰面开裂,引起空调制冷剂泄露。通过宏观形貌观察、扫描电镜及能谱仪分析、金相组织检测,以及化学成分、硬度检测等方法对失效螺栓开裂的原因进行分析。结果表明:螺栓法兰面呈树枝状开裂,断面呈暗灰色,断口微观呈沿晶状,且晶面不干净,晶粒间局部分布有低熔点金属锡;这主要由于螺栓法兰面与低熔点金属锡接触,同时其工作环境中遇到高温,进而在拉应力作用下发生液态金属致脆开裂。     

疲劳/蠕变复合作用下GH169合金变形和断裂过程的动态观察

利用高温金相显微镜动态观察了GH169合金在疲劳/蠕变复合作用下的变形和断裂过程。结果表明,疲劳/蠕变复合作用下的变形方式有晶内滑移、孪生和晶界滑动,其失效方式因显微组织而不同。沿晶裂纹源于晶界滑动在三叉点处产生的W型裂纹和晶界局部形变区,其扩展机制为空洞的形核、聚集长大和相互连接;穿晶裂纹源于晶内形变损伤区,其扩展机制为沿滑移面的剪切断裂。     

1Cr17Ni2钢制单项活门断裂失效分析

1Cr17Ni2不锈钢制单项活门在使用过程中发生了漏油。通过宏观形貌观察、金相检查和硬度测试等手段,结合活门的加工及热处理工艺,确定了裂纹的性质和起因。结果表明:活门裂纹的断裂方式为沿晶脆性断裂。调查分析发现,由于活门零件在生产过程中热处理温度选择不当,回火加热温度恰好落在回火脆性区间,形成回火脆性,导致了零件在使用时抗冲击能力大大降低,发生沿晶脆性断裂,出现漏油现象。     

40Cr浮头螺栓断裂原因分析

浮头式换热器40Cr紧固螺栓使用时间不到2 a即发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析,确定螺栓的断裂原因。结果表明:由于调质处理不当,螺栓显微组织为保持马氏体位向的回火索氏体,铁素体沿原奥氏体晶界网状析出,硬度值偏高,导致材料抵抗硫化物应力腐蚀能力不足。长期在湿硫化氢环境中服役,在拉应力作用下,发生湿硫化氢应力腐蚀和氢致开裂,导致螺栓断裂。