Page 63 - 理化检验-物理分册2022年第八期

汤鹏杰, 等: S30408 不锈钢法兰开裂原因

蚀产物, 局部可见多裂纹相交形成的台阶, 断口宏观 试验 第 1 部分: 试验方法》, 在法兰颈部和端面取样

形貌如图 3 所示。 并进行布氏硬度测试, 结果如表 2 所示。由表 2 可
知: 法兰颈部硬度的平均值为 227 HBW , 端面硬度

的平均值为 208 HBW , 均高于 NB / T47010 — 2010
对 S30408 不锈钢的要求。
表 2 法兰的硬度测试结果 HBW
位置 测试值 平均值 标准值

颈部 222 , 231 , 228 227
139~192
端面 205 , 211 , 208 208
图 1 开裂法兰宏观形貌
1.4 金相检验

依据 GB / T13298 — 2015 《 金属显微组织检验方
法》, 分别在法兰颈部和端面取样并进行金相检验, 结
果如图4 所示, 法兰显微组织为孪晶奥氏体 + 析出
相, 析出相呈颗粒状沿晶分布, 具有敏化特征 [ 3 ] 。对
比颈部与端面组织可知, 颈部组织析出相较多, 沿奥
氏体晶界网状分布, 说明颈部敏化程度要明显高于端
面。颈部裂纹微观形貌如图 5 所示, 由图5可知: 颈

图 2 开裂部位宏观形貌 部裂纹主要为沿晶型, 内外壁裂纹呈锯齿状沿壁厚方
向扩展, 与中壁裂纹交汇连接, 直至贯穿。

图 3 断口宏观形貌
1.2 化学成分分析

依据 GB / T11170 — 2008 《 不锈钢 多元素含量

的测定 火花放电原子发射光谱法( 常规法)》, 在法
兰端面取样, 用直读光谱仪对其进行化学成分分析,
结果如表 1 所示。由表 1 可知: 法兰材料的碳元素

含量超 标, 其 余 元 素 含 量 均 满 足 NB / T 47010 —

2010 《 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》 对 S30408
不锈钢的要求。
表 1 法兰的化学成分分析结果 %
质量分数 图 4 法兰颈部和端面的显微组织
项目
C Si Mn P S Cr Ni 1.5 扫描电镜和能谱分析
实测值 0.12 0.64 1.11 0.035 0.005 18.31 8.16
在扫描电镜( SEM ) 下观察法兰开裂部位, 在主
≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 18.00~ 8.00~
标准值 裂纹附近可见大量微裂纹, 微裂纹沿晶扩展, 有长大
0.08 1.00 2.00 0.035 0.020 20.00 10.50
倾向, 裂纹内部未见腐蚀产物, 微裂纹的 SEM 形貌
1.3 硬度测试 如图 6 所 示。 进 一 步 观 察 法 兰 颈 部 的 显 微 组 织,

依据 GB / T231.1 — 2018 《 金属材料 布氏硬度 网状析出相清晰可见( 见图 7 )。 利用能谱仪对析出

4 7