高炉煤气余压透平机叶片断裂失效分析

高炉煤气余压透平机在运行84d后突然出现故障,观察发现透平机叶片从根部断裂,对断裂叶片进行断口显微形貌、能谱和金相分析。结果表明:裂纹源处有很多在生产过程中形成的细小孔洞,这些孔洞处形成了应力集中并产生细小裂纹,裂纹不断长大、扩展,最终导致整个叶片产生疲劳断裂。     

鼓风机转子叶片断口形貌分析

鼓风机转子叶片在运行过程中发生失效断裂,本文对其中一个有裂纹叶片进行断口形貌分析。结果表明,该叶片断裂裂纹属于疲劳裂纹,裂纹源为叶片表面较深的机加工刀痕处;形成的裂纹在高周应力的作用下不断扩展,最终导致叶片疲劳断裂。     

铸造孔洞对叶片失效断裂的影响

针对叶片在工作过程中出现失效断裂的问题,主要采用扫描电镜、能谱以及金相方法对叶片断口进行了分析。结果表明:一个较大的铸造孔洞形成了应力集中,产生了细小的裂纹,它在应力作用下不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳断裂。     

ACL50型轴流压缩机动叶片失效分析

ACL50型轴流压缩机叶片在运行过程发生失效。为探究叶片失效的原因,避免类似情况出现,采用宏观断口分析、金相组织观察、力学性能检测及断口微观分析,对失效的叶片进行了研究。结果表明:该断口为典型的疲劳断口,且裂纹源区有多个裂纹源存在。当叶片受力趋于稳定不再有新裂纹源产生时,榫齿上的裂纹开始扩展,引起叶片的失稳,并最终导致了叶片的断裂。     

表面腐蚀对叶片失效断裂的影响

采用性能测试、金相观察、扫描电镜及能谱测定等方对断裂叶片进行了分析。结果表明,叶片材质正常,但在酸性介质的作用下叶片表面及内部产生了大量腐蚀坑,在循环应力的作用下腐蚀坑成为裂纹源,形成裂纹并不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳失效断裂。     

烟气轮机动叶片失效分析

对某型号失效的烟气轮机动叶片进行了断口和裂纹源区形貌、金相组织观察及化学成分分析,结果表明:高温硫腐蚀和局部应力偏高是导致动叶片裂纹萌生的主要原因,使用过程中的腐蚀疲劳最终导致其断裂失效.      

氢压机连杆螺栓失效分析

通过对失效的连杆螺栓进行宏观分析及微观分析,系统分析了螺栓断裂的原因.结果表明,螺栓断裂属于疲劳断裂,其中螺栓的材料性能不足为主要原因.由于材料本身对应力集中的敏感性较高,在螺栓变径处表面形成疲劳裂纹源,另外材料本身强度以及内部存在的孔洞、晶粒取向,加速了疲劳裂纹的生成扩展,在经过交变应力作用下,最终造成螺栓疲劳断裂.     

晶界元素富集和沉淀相对叶片失效断裂的影响

采用扫描电镜、能谱测定及金相观察等方法对叶片断口进行分析。结果表明,断口裂纹源晶界处的碳含量不均匀及较多圆球形碳化物夹杂颗粒的存在增加了晶界的脆性,形成了应力集中,致使裂纹产生,及裂纹不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳失效断裂。     

某海水泵叶片断裂失效分析

对两台投用不久就发生断裂的海水泵叶片进行了断裂失效分析.两台泵的叶片均采用了奥氏体不锈钢铸件,其中一台的叶片材料为304不锈钢,使用4个月发生断裂;另一台的叶片材料为316L不锈钢,使用仅10天就发生断裂.分析结果表明,叶片制造中存在较多的铸造气孔,导致运行中从气孔处很快萌生了疲劳裂纹,最终因疲劳裂纹扩展造成了断裂失效.     

热电厂汽轮机叶片断裂原因分析

    对某石化公司热电厂8号汽轮机的断裂叶片进行了宏观形貌、化学成分、金相组织以及扫描电镜形貌和元素成分能谱分析.结果表明,该叶片的断裂属于腐蚀疲劳失效;叶片上的点蚀坑是裂纹源;引起叶片发生点腐蚀的原因是蒸汽中存在的氯、硫等介质.     

TC6钛合金动态断裂机制

采用分离式Hopkinson Bar系统,对双态组织的TC6钛合金帽形试样进行动态力学试验,研究其动态断裂失效机制。结果表明:双态组织TC6钛合金在动态下变形时,其断裂常与绝热剪切带相联系,且断裂由微孔洞形核、孔洞长大形成微裂纹、微裂纹长大扩展形成宏观断裂3个过程组成。     

高速列车制动装置中气室压铸件ADC1疲劳失效起因分析

针对实际ADC1压铸件疲劳失效,对不同部位的断口进行切割取样,利用扫描电镜和能谱仪观察与分析了断口的表面形貌与特征,探讨了该压铸件断裂疲劳失效的起因,分析和探讨了孔洞和氧化膜在铸件疲劳失效过程中的作用。结果表明,铸件表面附近尺寸较大的孔洞和内部大面积氧化膜的聚集是铸件疲劳失效的起因。铸件中孔洞越靠近边缘、尺寸越大,越容易导致铸件的失效。大面积氧化膜直接降低了铸件基体的连续性,在载荷的作用下,易形成应力集中产生裂纹,导致断裂失效的发生。     

过热器管的失效研究

通过金相、显微硬度、扫描电镜和能谱仪进行观察,对火电厂中过热器管的失效进行分析。研究表明:过热器管的过早失效是由于蠕变孔洞的形成和微裂纹的扩展而造成的。短期超温失效属于穿晶断裂;而长期超温失效属于沿晶和穿晶混合断裂。     

孔洞式缺陷对γ-TiAl合金断裂行为的影响

采用分子动力学模拟方法研究了孔洞在不同温度、位置以及尺寸下对多晶γ-TiAl合金裂纹扩展的影响。结果表明,含孔洞式缺陷多晶γ-TiAl合金在1～750 K时为脆性解理断裂,1000 K和1200 K为韧性蠕变断裂。孔洞位于晶界和三叉晶界上时,合金更容易失效。与完美晶体相比,微孔洞的存在增加了多晶γ-TiAl合金的塑性。当孔洞半径大于1.0 nm时,多晶γ-TiAl合金的屈服应力和屈服应变急剧降低,材料发生失效的时间提前。孔洞尺寸的不同会影响材料的断裂方式,当孔洞半径R≤0.8 nm时,含孔洞多晶发生沿晶断裂;当R>0.8 nm时,多晶γ-TiAl合金的孔洞不断扩大逐步占满整个晶粒,发生穿晶断裂。     

火电厂汽轮机组叶片断裂分析与研究

某火电厂汽轮机组在运行过程中,叶片发生断裂。为了分析叶片断裂原因,对断裂叶片进行宏观检查与分析、化学成分分析、硬度测试试验和金相显微组织观察与分析。结果表明:由于叶根内弧面存在表面损伤,加剧叶片振动,且叶根凹形槽下台阶是应力集中区,疲劳裂纹源在该处产生并逐渐扩展,导致叶片疲劳断裂;断口疲劳源区和疲劳裂纹扩展区所占面积大约为整个断口面积的三分之二,表明叶片断裂属于高周疲劳断裂。     

热电厂锅炉主蒸汽安全阀密封面开裂原因分析

采用扫描电子显微镜(SEM)对电厂铸造高温合金主蒸汽安全阀的断口进行观察,分析了安全阀密封结合面失效断裂的影响因素.结果表明,阀门表面处理层与基体密封结合面存在以沿晶方式扩展的裂纹,其产生原因是在高温高压工作条件下,蠕变孔洞相互聚合形成裂纹源,同时,铸态组织中粗大碳化物与高温氧化环境诱发部件在表面缺陷处应力集中.     

透平压缩机叶片失效分析及再制造技术

针对某透平压缩机叶片进气口端产生断口和裂纹等失效问题,通过断口宏观和显微形貌分析、失效叶片化学成分和力学性能分析及有限元分析,对叶片裂纹形成和扩展机理进行研究。结果表明,叶片进气口端断口是由于杂质冲击导致,而叶片根部的裂纹是由于腐蚀引起材料表面产生微观缺陷,最终叶片在反复扭转力的作用下产生疲劳断裂。     

装载机曲轴断裂原因分析

装载机累计运行1700 h后，柴油发动机曲轴发生断裂失效。通过化学成分分析、硬度检测、金相检查、断口宏观和微观分析等方法，探究曲轴断裂失效的原因。结果表明:该曲轴的失效模式为高周疲劳断裂失效，裂纹源在曲轴第6连杆颈轴颈内部深度约6 mm区域；轴颈内部未完全闭合的缩孔缺陷和呈带状聚集分布的大颗粒(Ti,Nb,V)(N,C)非金属夹杂物是曲轴断裂失效的主要原因。发动机运转过程中曲轴在服役应力的作用下，缩孔缺陷作为裂纹源在(Ti,Nb,V)(N,C)非金属夹杂物偏聚带发生裂纹扩展长大，形成轴颈内部裂缝，并持续疲劳扩展，最终发生疲劳断裂失效。     

高温轴承钢滚珠早期失效原因分析

轴承在运行159 min时出现异常,拆解后检查发现1粒滚珠表面存在裂纹,内圈、外圈等处未见明显异常。通过对滚珠外观进行观察,对裂纹断口进行宏微观观察、能谱分析、材料显微组织、硬度等进行检测分析,确定了失效性质,并对其失效原因进行了分析。结果表明:故障滚珠失效性质为疲劳开裂;原材料铸造孔洞缺陷在后续加工过程中被拉长、压扁而保存下来,并以微裂纹形式存在于钢材内部成为疲劳源,最终导致了疲劳失效,该孔洞缺陷是在电渣熔炼过程中形成且后续未被切除干净的残余缩孔。     

GH36增压器叶片破断分析

我厂制造的6160柴油机增压器叶片采用GH36合金作材料。某增压器投入运行数百小时后发生了叶片飞裂失效事故。停机检查发现一只叶片沿着第一榫槽断裂,而且还找到了几片第一榫槽已出现裂纹的叶片。其余大部分叶片依然完好无损,经表面着色探伤未发现裂纹。我们选取了飞裂的叶片,榫槽已出现裂纹的叶片及完好无损的叶片进行分析对比,探讨叶片破断的原因。一、宏观检查该台增压器已运行了数百小时,叶片的根部有黑色的燃气沉积物。沉积物的量以第一榫齿附近最多。飞裂叶片的断面上也存在燃气沉积物。将飞裂叶片的断面清洗后,可以看到断裂是由第一榫槽靠叶背一侧开始的,在这里可以找到多个裂纹源;裂纹的发展区呈疲劳