核电LLS柴油机排气管螺栓断裂原因分析

某核电机组LLS柴油发电机排气管与汽缸连接螺栓发生断裂。通过宏观及微观分析、化学成分分析、显微组织分析、力学性能测试等方法,对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该GH2036合金螺栓的失效模式为沿晶脆性断裂;失效原因为螺栓热处理工艺不当,导致晶界析出了薄片状脆性相,弱化了晶界,造成螺栓在高温和应力共同作用下产生了沿晶脆性断裂。     

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。     

销孔螺栓断裂分析

销孔螺栓在服役期限内发生断裂。借助扫描电子显微镜对断口形貌及显微组织进行观察分析。结果表明,由于销孔螺栓的热处理工艺不当,使其显微组织成为珠光体＋沿晶界分布的网状铁素体及魏氏体组织,造成晶界弱化,使得销孔螺栓强度降低,在应力的作用下发生疲劳断裂。     

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。     

1000 MW机组高温再热器入口集箱刚性吊架断裂原因

某超超临界1 000 MW机组高温再热器入口集箱刚性吊架螺纹吊杆发生断裂,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、室温拉伸性能测试、金相检验、断口分析等方法对其断裂原因进行分析。结果表明：螺纹吊杆断面附近存在明显颈缩现象,整个断面上均存在蠕变孔洞,蠕变孔洞长大、聚集并形成蠕变裂纹;炉顶大包内实测温度大幅超过了原设计值,在实测温度下轴向应力计算值超标,在高温和高应力作用下,在应力集中的牙根部位发生蠕变断裂。     

储气球罐连接阀螺栓断裂分析

储气球罐连接阀螺栓在使用过程中发生异常断裂。通过宏观观察、扫描电镜及能谱分析、金相检验等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺栓在低应力及环境腐蚀性介质作用下发生了应力腐蚀开裂,产生的原因是晶界析出较多高铬碳化物,局部呈网络状,使晶界贫铬,导致了晶界的耐腐蚀性能下降。可以从改善环境条件及对材料进行稳定化处理等途径解决该问题。     

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。     

25Cr2MolV钢高温螺栓断裂分析与恢复热处理

利用金相技术、力学性能试验及扫描电子显微镜断口分析研究了M120汽缸25Cr1MoV钢高温紧固螺栓断裂的原因。结果表明螺栓在长期高温工作条件下,网状碳化物沿晶界析出造成材料脆化,并且存在缺口产生应力集中,加上工人拆卸不当使其受到过载冲击力而断裂。经960℃正火、900℃正火及650℃回火的恢复热处理工艺能基本上消除网状晶界,改善微观组织,使螺栓有良好的性能。     

一级应变硬化F316奥氏体不锈钢的高温蠕变性能

研究了在200 MPa应力下一级应变硬化F316奥氏体不锈钢在650℃、680℃和700℃的蠕变性能和蠕变断裂行为。结果表明： 在200 MPa 恒定应力下蠕变温度越高其蠕变寿命越短,稳态蠕变速率越大,由应力加载引起的瞬时应变越大。蠕变断裂方式主要为韧性断裂。蠕变孔洞主要分布在三叉晶界等脆弱部位,距离断口越远试样中孔洞的平均尺寸和孔洞面积百分比越小。在与断口距离相同的位置上,随着蠕变温度的提高蠕变孔洞的平均尺寸和面积百分比均明显增大。与未预应变的F316不锈钢相比,具有高密度孪晶的一级应变硬化F316不锈钢具有更大的蠕变抗力。分别基于Larson-Miller 参数法和θ参数法外推计算了350℃/200 MPa下的蠕变寿命,θ参数法的拟合曲线与实际蠕变曲线吻合得较好。根据Larson-Miller参数法和θ参数法,探讨了350℃/200 MPa下一级应变硬化F316奥氏体不锈钢长期服役蠕变可靠性。     

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。     

汽轮机组中压内缸螺栓断裂原因分析

通过宏观和微观观察、力学性能测试以及断口分析等方法对汽轮机组中压内缸螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺栓断裂的性质属于脆性蠕变断裂,主要原因为螺栓的材料质量问题和承载过大。     

电厂锅炉末级过热器爆管原因分析

在长期过热的运行工况下,锅炉高温过热器极易产生材料的劣化以及材料组织和性能的下降,最终引发爆管事故。通过宏观检查、布氏硬度测试、抗拉强度测试和金相组织检验对某电厂末级过热器爆管原因进行分析。结果表明,该末级过热器管由于在长期高温高压下超温运行,导致碳化物在晶界富集,晶界强度下降,在拉应力的作用下,晶界产生蠕变空洞及蠕变裂纹,使得珠光体耐热钢的持久强度和抗拉强度下降,最终产生断裂失效。     

汽车用U型螺栓断裂分析

某汽车用U型螺栓制成后在搬动过程中发生断裂,断裂位于U型螺栓感应加热的锻打弯曲部位。通过宏观观察、扫描电镜微观观察以及金相检验等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:由于该U型螺栓锻打弯曲部位感应加热温度过高导致局部过烧,使其在锻打应力的作用下沿晶开裂形成热裂纹;冷却后该裂纹在搬动过程中的低应力作用下扩展导致螺栓最终脆断。     

一种GH4169镍基合金的组织结构与蠕变性能

通过对一种等温锻造GH4169镍基合金进行直接时效处理,蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了该合金的组织结构与蠕变行为。结果表明,GH4169合金的组织结构由γ基体,γ′相、γ″相和δ相组成,且各相之间保持共格界面。测定出合金在660℃/700MPa条件下的蠕变寿命为123h。合金在680℃/700MPa的蠕变寿命为39h,在实验温度和应力范围内,计算出直接时效合金的蠕变激活能为588.0kJ/mol。合金在蠕变期间的变形机制是位错滑移和孪晶变形,其中,沿晶界析出的粒状碳化物,可抑制晶界滑移,是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因。随蠕变进行,开动的滑移系中位错运动至晶界受阻,并塞积于该区域引起应力集中,当应力集中值大于晶界的结合强度时,可促使其在与应力轴垂直的晶界处发生裂纹的萌生与扩展,直至断裂,是合金在蠕变期间的断裂机制。     

某核电站凝汽器密封结构用镍铝青铜螺栓断裂原因

某核电站凝汽器密封结构用镍铝青铜螺栓发生断裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、力学性能测试、金相检验等方法对螺栓断裂的原因进行分析。结果表明：螺栓在潮湿的NH₃环境下发生了应力腐蚀开裂;断裂螺栓在服役过程中受到不均匀的应力载荷,使表面应力腐蚀倾向变大,且螺栓长期处于自身应力腐蚀敏感介质中,在二者的耦合作用下,应力腐蚀裂纹萌生;裂纹沿残余应力较高的相界区域向内扩展,最终导致螺栓发生断裂。     

THE ROLE OF GRAIN BOUNDARIES IN CREEP AND CREEP RUPTURE OF METALS

本文评述了晶界在金属蠕变和蠕变断裂中的作用,并对传统的“等强温度”概念进行了分析和讨论。文中报道了本文作者关于蠕变过程中晶界内耗和弹性模量变化的研究结果。文中指出,在蠕变过程中,晶界强度是变化着的,即它不仅是试验温度和形变速率的函数,而且是试验时间的函数。在不同的蠕变条件下,晶界强度变化的情况不同,最终导致了不同类型的蠕变断裂。这对于传统的“等强温度”概念,是一个修正和补充。     

晶界在金属蠕变和蠕变断裂中的作用

本文评述了晶界在金属蠕变和蠕变断裂中的作用,并对传统的“等强温度”概念进行了分析和讨论。文中报道了本文作者关于蠕变过程中晶界内耗和弹性模量变化的研究结果。文中指出,在蠕变过程中,晶界强度是变化着的,即它不仅是试验温度和形变速率的函数,而且是试验时间的函数。在不同的蠕变条件下,晶界强度变化的情况不同,最终导致了不同类型的蠕变断裂。这对于传统的“等强温度”概念,是一个修正和补充。     

铸态Mg-6Al-1.5Ca合金高温蠕变行为研究

采用光学显微镜（OM）、能谱分析（EDS）及X射线衍射（XRD）研究了铸态Mg-6Al-1.5Ca合金显微组织,并测试了合金的高温蠕变性能。结果表明：该合金由呈枝晶形貌的α-Mg基体和沿晶界分布的Al2Ca共晶相组成;通过幂律蠕变方程得出在150-200℃/50-90MPa下合金蠕变变形机制为扩散控制的高温位错攀移和晶界滑移机制;蠕变断裂行为可以用Monkman-Gran经验公式来描述,175℃蠕变断裂特征为脆性穿晶断裂。     

GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展的动态观察及机理的初探

本文通过高温显微镜在连续加载的条件下对 GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展过程进行了观察,结果发现裂纹尖端邻近区域晶界变粗处品粒内无变化,而晶粒内出现滑移变形的晶界无变粗迹象,同时发现蠕变裂纹沿晶扩展至锯齿晶界时被迫转为穿晶扩展。本文分析这些微观现象产生的原因,并对蠕变裂纹扩展理论进行初探。     

立轴混流式水轮机尾水管进人门连接螺栓断裂失效分析

某大型水电站水轮机在运行过程中发生尾水管进人门连接螺栓断裂。通过宏观和微观形貌分析、化学成分分析、金相检验、力学性能试验等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:由于螺栓的热处理工艺不当,其表层形成严重的全脱碳层,降低了螺栓的抗疲劳性能;螺栓基体中块状铁素体较多,降低了强度裕量和韧性裕量。在尾水管过流产生的循环冲击载荷作用下,沿全脱碳层的微裂纹形成了疲劳开裂,并扩展至断裂。