Page 56 - 理化检验-物理分册2022年第四期
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李 欣, 等: GH4698 高温合金螺栓断裂原因
表 2 不同温度下螺栓的力学性能和晶粒度检测结果
室温拉伸性能 750 ℃ 拉伸性能
硬度 / 晶粒 持久寿命
热处理 抗拉强 屈服强 断后伸 断面收缩 抗拉强 断后伸 断面收
HBW 度 / 级 ( 750 ℃ , 412 MPa )/ h
度 / MPa 度 / MPa 长率 / % 率 / % 度 / MPa 长率 / % 缩率 / %
调整后 334 3.5 1307 857 30 40 908 8.5 11 77.97
调整前 315 1~2 1233 787 22.5 23 958 8.5 15 84.38
要求 285~341 2~6 ≥1130 ≥705 ≥17 ≥19 ≥740 ≥5 ≥8 ≥50
所下降, 与上述分析结果相符。同时, 对该螺栓进行 [ 3 ] 吕晶, 杨其全, 张倩, 等 . 铸钢轮装制动盘螺栓孔裂纹
了装机试验, 螺栓均未出现裂纹或断裂。 产生原 因 分 析 [ J ] .金 属 热 处 理, 2021 , 46 ( 7 ): 238-
242.
4 结语 [ 4 ] 林鹏, 马 党 参, 孙 立 国, 等 . 热 处 理 对 热 锻 模 材 料
GH4698 组织和 性 能 的 影 响 [ J ] .材 料 热 处 理 学 报,
( 1 )螺栓发生疲劳断裂, 断裂特征主要为沿晶
2021 , 42 ( 3 ): 94-103.
断裂, 装配时产生的偏斜应力是断裂的主要原因。
[ 5 ] 冯永志, 刘鹤, 石 多 奇, 等 .GH4698 合 金 在 500℃ 下
( 2 )断裂螺栓的晶粒粗大, 降低了材料的塑性
裂纹扩展特性研究[ J ] .燃气轮机技术, 2020 , 33 ( 2 ):
和冲击韧性, 增大了缺口的敏感性, 促使裂纹快速沿
10-13.
晶扩展。 [ 6 ] 江红 . 微观 组 织 对 热 锻 模 具 钢 热 疲 劳 性 能 的 影 响
( 3 )细化装配要求可避免螺栓发生偏斜; 通过调 [ D ] . 长春: 吉林大学, 2001.
整热处理工艺和细化晶粒, 提高了材料的力学性能。 [ 7 ] 李林骏, 胡绪腾, 宋迎东, 等 . 某镍基单晶高温合金塑
性变形与失效分析[ J ] . 航空发动机, 2019 , 45 ( 5 ): 97-
参考文献:
102.
[ 8 ] 徐超 . 镍基高温合金服役 温 度 范 围 高 温 区 裂 纹 急 速
[ 1 ] 张晓东, 夏佃秀, 杜恒科, 等 . 高强度螺栓裂纹的原因
扩展的现 象 和 本 质 研 究 [ D ] .北 京: 北 京 科 技 大 学,
分析[ J ] . 热加工工艺, 2018 , 47 ( 14 ): 258-260.
[ 2 ] 董瑾, 黄霞 . 汽轮机螺栓偏斜对其蠕变断裂寿命的影 2020.
[ 9 ] 张小枫, 刘拥军, 张思远 .GH4169 高温合金螺柱失效
响[ J ] .沈 阳 建 筑 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版), 2015 , 31
分析[ J ] . 电焊机, 2021 , 51 ( 3 ): 64-69 , 114.
( 5 ): 923-928.
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( 3 )手动方法测量位置对最大力总伸长率的检
3 结论
测结果有很大影响, 为保证试验结果的可靠性, 建议
( 1 )拉伸试验全自动检测是热轧带肋钢筋性能 在满足测量条件下, 靠近夹持端对最大力总伸长率
检测的发展趋势, 全自动检测需使用引伸计测量最 进行测量。
大力总伸长率。在拉伸至最大力时, 且处于同等变 ( 4 )热轧带肋钢筋的最大力总伸长率都有一定
形条件下, 引伸计方法与手动方法测量的最大力总 的余量, 具备条件的实验室可以采用 GB / T228.1 —
伸长率仅相差 0.34% 。引伸计的精度一般 都可达 2010 中第 18 章规定的使用引伸计的检测方法测量
到 0.5 级以上, 所以引伸计测量的最大力总伸长率 最大力总伸长率。如有争议, 可采用手动方法。
是可靠的。
参考文献:
( 2 )引伸计测量热轧带肋钢筋的最大力总伸长
率时, 最大力的取点位置非常重要, 如应力 - 应变曲 [ 1 ] 方立新, 薛建华, 项钰, 等 . 抗震钢筋力学特征值对抗
线未进行光滑处理, 取点位置可能会偏左或者偏右, 震结构的意义[ J ] . 浙江建筑, 2018 , 35 ( 9 ): 28-30.
影响伸长率的取值。使用引伸计测量热轧带肋钢筋 [ 2 ] 范玫光, 陈巧飞, 孙本荣, 等 . 预应力混凝土用钢棒最
大力总伸长率的测试研究[ J ] .科技创新导报, 2012 ,
的最大力总伸长率时, 建议对应力 - 应变曲线进行光
滑处理, 光滑处理后的曲线应表征原始应力 - 应变曲 9 ( 5 ): 50-51.
线的特征。
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