Page 86 - 理化检验-物理分册2018第四期
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李如源, 等: １０００MW 核电汽轮机空心螺栓断裂原因分析
图 ４ 终断区试样显微组织形貌
Fi g 敭４ Microstructuremor p holo gy ofsam p leofthefinalfracturezone
a wholeatlowma g nification b p lasticdeformationofthefinalfracturezone c microstructurefarfromthefracturesurface
１．５ 断口宏观分析 角; 终断区的对侧为源区, 也呈暗灰色, 与螺栓轴向
螺栓断口宏观形貌见图 ５ , 可见终断区位于螺 约呈 ９０° 夹角; 断口其他区域为扩展区, 其厚度由源
牙错位断裂部位, 呈暗灰色, 与螺栓轴向约呈 ４５° 夹 区向终断区逐渐变厚.
图 ５ 螺栓断口宏观形貌
Fi g 敭５ Macromor p holo gy offracturesurfaceofthebolt
a fullview b sourcezone c extentionzone d finalfracturezone
１．６ 断口扫描电镜分析 知, 该螺栓的失效类型属于过载断裂.
在 Quanta４００HV 扫描电子显微镜( SEM ) 内 断裂螺栓存在以下两个方面的质量问题: 一是
对螺栓断口微观形貌进行观察, 结果见图 ６~８ .可 螺栓实测尺寸不合格, 内螺纹退刀槽的深度( 公称直
见螺栓断口各个区域的微观形貌均为韧窝, 除终断 径 ＋７．２ mm ) 远 超 过 标 准 技 术 要 求 ( 公 称 直 径 ＋
区附近内表面无明显环向微小裂口外, 断口附近的 ０．５mm ), 宽度( ６．０ mm ) 则远小于标准要求( 短时
其他区域内、 外表面均存在较多的环向微小裂口, 裂 １０mm 、 一般时 ２０mm ); 二是螺栓化学成分中碳和
口的微观形貌也为韧窝. 钒含量以及螺栓材料硬度和强度不合格, 均低于标
准要求的下限值.以上两方面的质量问题均会导致
２ 综合分析
螺栓的承载能力显著降低, 尤其是第 １ 个质量问题,
由断口宏、 微观分析结果以及金相检验结果可 致 使螺栓的有效承载面积由 ６８５mm ( 按标准要求
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