汽轮机高温螺栓断裂失效分析

断裂螺栓晶粒粗大,有严重的混晶现象,碳化物及其他夹杂物在晶界呈链状或团状析出,使晶界脆化、晶界结合力下降而产生沿晶裂纹,导致螺栓发生沿晶脆性断裂。另外,螺栓在检修中出现表面损伤或受较大的预紧力也是螺栓断裂的另一原因。通过对某火力发电厂汽轮机高温螺栓失效分析,认为高温螺栓断裂机理以蠕变断裂为主;根据螺栓更换及判废标准,对现行的螺栓监督检验方法的有效性进行分析。     

Ni9铸钢沿晶断裂的研究

观察了Ｎｉ９铸钢的断口形貌，分析研究了沿晶断裂的形成原因，考察了稀土元素对沿晶断裂倾向的影响．结果表明Ｎｉ９铸钢中沿晶断裂的形成主要与杂质元素Ｈ、Ｐ在晶界偏聚有关．添加稀土后，钢的沿晶断裂倾向明显降低，脆性沿晶断裂消失．     

硼对12Ni3CrMoV高强度钢焊接接头冷裂敏感性的影响

低碳调质高强度钢中添加硼对焊接冷裂敏感性的影响较少有人研究,并存在两种不同意见.本文对含硼量分别为0.005%,0.0014%,0.0028%,0.0035%的12Ni3CrMoV调质高强度钢焊接冷裂敏感性进行研究.试验结果表明:1.插销试验临界应力:含硼钢比无硼钢(含硼0.0005%)高;含硼钢中,临界应力按含硼量0.0014%,0.0028%,0.0035%的顺序递减.2.扫描电镜断口分析:无硼钢有沿晶断裂区、准介理断裂区和韧窝断裂区.含硼钢没有沿晶断裂区,只有准介理断裂区和韧窝断裂区.3.焊条未烘干时,无硼和含硼钢的插销临界应力都降低,无硼钢沿晶断裂区扩大,含硼钢仍无沿晶断裂区.4.硼在HAZ粗晶区中沿奥氏体晶界形成偏聚带,硼相主要沿奥氏体晶界呈不连续点状析出.含硼愈多,沿奥氏体晶界偏聚和硼相析出也愈多.5.C.D.Beachem提出的断口形貌发展过程示意图可以解释无硼钢断裂,不能完全解释含硼钢断裂过程.6.裂纹敏感性成分Pcm值表达式中,硼项系数为" 5"值得商榷.就本文钢材而言,硼项函数应为"负变数".本文对含硼钢延迟裂纹机理作了探讨.     

形变TZM合金的拉伸性能和断口组织

采用粉末冶金方法制备出TZM合金并进行热轧处理,测试不同变形量TZM合金的拉伸性能,分析显微组织和断口形貌.结果表明,TZM合金无论变形与否拉伸断裂均含有沿晶脆性断裂;TZM合金随变形量的增加,加工态纤维组织增多,力学性能增强,断裂表现为由沿晶脆性断裂、解理断裂和穿晶解理断裂向沿晶韧性断裂和准解理断裂转变;随变形量的增加,TZM合金的碳化物相分散均匀、弥散度提高,晶界结合力增强,从而TZM合金的力学性能得以提高.     

某型飞机防护栅套管固定螺栓断裂原因分析

某型飞机进气道防护栅转轴与套管固定螺栓断裂,经过对该高强度断裂螺栓断裂面的沿晶脆性分析、材料分析以及对3个该处螺栓进行的破坏试验和该螺栓受力情况的综合分析,排除该处螺栓的制造缺陷和定力过度导致螺栓断裂的原因后,认为该处螺栓在进行特检和大修更换开口销时震动进而导致螺栓松动引起了螺栓断裂,是由于松动而被打坏的.外场检查时,在确定磁粉探伤无裂纹的前提下,应采用正确的定力方法对该处螺栓进行安装,并确保拧紧.     

Effect of Columnar Crystals on Fatigue-Creep Failure Behaviour of Fe-Ni-Cr Alloy

研究了在交变应力与平均应力迭加条件下，柱状晶体对铁镍铬金的疲劳－蠕变失效行为的影响，结果表明，疲劳－蠕变应力迭加对合金产生交互作用，使其循环断裂寿命大大降低．具有横向柱晶界的试样受到了最强烈的交互作用．断口形貌观察揭示了沿柱晶界脆断是具有横向晶界试样的主要疲劳－蠕变断裂机理．而沿柱晶界断裂附带塑性撕裂结构以及二次裂纹形成所表示的脆－塑性断裂相混合的机理是其它取向试样的主要断裂机理沿柱晶界分布的脆性夹杂物引发沿晶微裂纹并加速沿晶界扩展     

微量硼对高纯铁硫合金沿晶断裂和硫沿晶偏析的影响

利用俄歇能谱微区分析、低温拉伸试验和ＳＥＭ断口观察,研究了微量硼在高纯铁－６×１０－５(质量分数)硫合金中的沿晶偏析及其对硫沿晶偏析和硫偏析引起的低温沿晶断裂的影响·结果表明,硼能强烈地沿铁晶界偏析,显著降低硫的沿晶偏析倾向,抑制低温沿晶断裂·文中还讨论了硼影响的机理·     

Mo-C棒的横向弯曲性能

采用弯曲性能测量、晶内及晶界的显微硬度测试、金相显微镜、扫描电镜观察等方法,对不同状态下的Mo-C棒横向弯曲性能及组织进行研究.研究结果表明:Mo-C棒再结晶开始温度在950℃左右,在1200℃时基本形成了等轴晶组织;当退火温度低于1200℃时,随着退火温度的升高,合金的横向弯曲性能逐渐提高,在1100～1200℃时,合金的横向弯曲延伸率最高,达到5%.添加碳后,合金的晶界显微硬度比合金的晶内显微硬度高150MPa左右:纯钼的断裂方式以沿晶断裂为主,添加碳后,由于合金的晶界强度得到提高,合金的断裂方式变成以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶,且塑性越好的断口,撕裂岭也越多;当添加的碳含量偏高时,在晶界处产生了大颗粒的碳化物,这种大颗粒的碳化物会降低合金的塑性.     

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。     

镍基高温合金的中温低塑性问题研究

对GH33镍基高温合金进行大气、氩气和真空环境的750℃拉伸试验表明,合金的中温塑性因氧分压的降低而有显著的变化。环境中的氧促使试样沿晶断裂,导致了中温低塑性。本文进一步对氧导致GH33合金中温沿晶断裂的机制进行了研究,认为在中温拉伸变形过程中,试样的氧化表面首先发生沿晶裂纹,氧沿着裂纹尖端前沿的晶界优先渗入,在应力的促进下与晶界上呈链状分布的Cr_(23)C_6碳化物反应,产生CO气泡,形成裂纹前沿晶界上的空洞,使晶界裂纹迅速扩展而造成沿晶的脆性断裂。本文还对GH37等其他镍基合金的试验结果作了分析,认为上述机制也是适用的。     

40Ni-14Cr-Fe基高温合金中相的析出及其脆化效应

在一种含钨、钼的40Ni-14Cr-Fe基高温合金中,正常热处理后就出现μ相,开始析出于晶界。微量(～0.1％)μ相就对合金塑性,尤其会使冲击韧性值成倍下降,是合金长时期使用中脆化的主要因素。 晶界微量μ相引起的脆化倾向与晶界上的μ相密集程度成正比关系,可通过控制成分及细化晶粒来降低μ相的密集程度,从而减弱晶界μ相引起的脆化作用。 沿晶μ相所造成的室温冲击沿晶断裂形式,其断裂特征不是沿整个μ相介面形成孔洞,而只是沿部分μ相介面形成裂纹。     

结构钢动态断裂机理

文章对结构钢材料（GrNiMoV钢）高速冲击下的断裂行为进行了研究，研究表明断裂过程是一损伤演化过程。得出了GrNiMoV钢断裂机理：一是在晶界三叉点处裂纹成核，沿细晶方向扩展，最终断裂；二是沿绝热剪切带的开裂。     

闸阀压盖螺栓断裂失效分析

某化工厂聚丙烯车间一条闸阀压盖螺栓发生断裂,采用宏观检验、扫描电镜及能谱分析、金相检验等试验手段分析了该螺栓的断裂原因.结果表明:断裂是由于材料未经固溶处理,或固溶处理温度不高、时间较短,碳化物未经充分溶解,合金化程度较差,长期使用中造成晶界附近的金属贫铬,且在腐蚀介质中发生电化学反应,从而在较小的外力作用下发生晶间腐蚀断裂.     

B对冷轧IF钢板焊接疲劳性能的影响

对比研究了B对Ti添加和Ti、Nb复合添加的冷轧IF钢板经电阻焊接前后的显微组织和疲劳性能的影响·结果表明,B可以细化这两种IF钢的退火组织和焊接热影响区组织,改善晶界结合强度,提高焊接疲劳强度·疲劳断口分析结果表明,IF钢焊后表现为沿晶断裂特征,B可使IF钢断裂特征得以改善,由沿晶断裂转变成穿晶断裂     

热模钢中碳化物动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低．其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈现低塑性沿晶断裂。     

高温破碎烧结磁体制取各向异性NdFeB磁粉(Ⅰ)

为了使用NdFeB烧结磁体制取各向异性的高性能磁粉,研究了在较高温度下NdFeB烧结磁体机械破碎时的断裂行为.结果表明:破碎温度升至600℃以上时,由于共晶反应形成少量的液态晶界相而使烧结磁体明显易于破碎,其主要断裂方式由室温下的穿晶断裂转变成高温下的沿晶断裂.高温破碎的磁粉中,富钕相的X射线衍射峰强度明显高于室温下破碎磁粉的衍射峰.     

硼分布对Ni_3Al晶界的影响

用径迹显微照相技术(PTA)和TEM研究了含0.065wt％B的Ni_3Al合金中的硼分布对其晶界的影响。研究表明,当该合金于700、850、1000℃保温并空冷时,存在硼的晶界偏聚,且偏聚量随着保温温度的升高而减少,保温温度为1000℃时,偏聚量很少;保温温度为700℃或850℃时,偏聚量较大。硼晶界偏聚对该合金晶界内聚力的提高起着关键作用,硼的偏聚量较大时,合金呈完全穿晶断裂;硼的偏聚量较少时,合金呈完全沿晶断裂。     

热模钢中碳化动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低。其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈；现低塑性沿晶断裂。     

双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响

采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.     

热机械循环迭加对断裂寿命及断裂行为的影响

在分析热机械疲劳应力状态基础上，测定了热机械疲劳断裂寿命曲线，并研究了断裂特征行为对热机械循环迭加方式的依赖关系．蠕变裂纹萌生与疲劳裂纹扩展是在具有大应变幅的反相迭加（Ｏｕｔ０６ｐｈａｓｅ）条件下试样断裂主要机制．降低热循环范围的最低温度导致疲劳裂纹萌生及扩展，从而加速了穿晶疲劳断裂过程，降低了断裂寿命．晶界上分布的非金属夹杂物诱发沿晶开裂，但晶内夹杂物对穿晶裂纹扩展过程影响不大．减少或消除非金属夹杂物含量有益于提高工程合金断裂抗力．