Page 44 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

朱 蕾: 某汽轮机蒸汽调节阀杆断裂的原因

形, 断面较为粗糙, 呈外力作用下一次性脆性断裂的 图2b ) 可见, 阀杆表面存在磨损痕迹, 磨损痕迹边缘
宏观形貌特征。阀杆表面的宏观形貌见图2b )。由 存在明显轮廓, 该位置恰好为横向蒸汽输入口。

图2 阀杆断口和表面的宏观形貌

Fi g 2 Macromor p holo gy offracturea andsurfaceb ofvalvestem
1.2 化学成分分析 构钢》 中对25Cr2Mo1V 钢的化学成分的技术要求
在断裂阀杆上取样, 对其进行化学成分分析, 见表 1 , 可 知 该 断 裂 阀 杆 的 化 学 成 分 满 足 技 术

其化学成分实测值与 GB / T3077-2015 《 合金结 要求。
表1 断裂阀杆的化学成分

Tab 1 Chemicalcom p ositionsoffracturedvalvestem
质量分数 / %
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu V
实测值 0.24 0.35 0.58 0.012 0.007 2.22 0.26 0.93 0.093 0.36
标准值 0.22~0.29 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.030 ≤0.030 2.10~2.50 ≤0.30 0.90~1.10 ≤0.30 0.30~0.50

1.3 力学性能试验 用下发生一次性断裂的微观形貌特征; 阀杆表面磨
从未断裂阀杆上截取试样进行拉伸试验, 在断裂 损处可见与断口大致平行的微裂纹。

阀杆上取样进行冲击试验, 力学性能实测值与 GB / T 表2 阀杆的力学性能

3077-2015 《 合金结构钢》 中对25Cr2Mo1V 钢的力学 Tab 2 M echanical p ro p ertiesofvalvestem
性能技术要求见表2 , 可知其力学性能满足要求。 屈服 断后 断面 冲击
检测 抗拉强度 /
1.4 断口分析 项目 MPa 强度 / 伸长率 / 收缩率 / 功 /
MPa % % J
将阀杆断口和阀杆表面置于扫描电镜( SEM )
下进行观察。由图3可见: 断口主要呈准解理+韧 实测值 830 697 19 69 72 , 77 , 78
窝的形貌特征, 进一步放大观察发现, 断口呈外力作 标准值 ≥735 ≥590 ≥16 ≥50 ≥47

图3 阀杆断口和阀杆表面的SEM 形貌

Fi g 3 SEM mo p holo gy offractureandsurfaceofvalvestem

a valvestemfracture lowma g nification b valvestemfracture hi g hma g nification c valvestemsurface lowma g nification
1.5 能谱分析 微裂纹。对图4方框中的腐蚀坑处和微裂纹处的腐
在阀杆断口处取样, 经镶嵌、 磨抛后, 置于扫描 蚀产物进行能谱分析。由表3可知, 腐蚀产物中存
电镜下观察。由图4可见, 阀杆表面存在多个腐蚀 在含量较高的硫元素, 说明阀杆服役环境中存在该
坑, 可见1条起源于腐蚀坑且与主裂纹大致平行的 元素。
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