Page 53 - 理化检验-物理分册2022年第十一期
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胡美些: 某汽轮机高压主汽阀门杆断裂原因


            型后需进行表面氮化处理。笔者对断裂门杆进行一                             门杆断裂于漏气 “ 十 字” 形 通 孔 处, 断 口 处 有 较 为
            系列理化检验与分析, 查明该门杆的断裂原因, 并给                          明显的颈 缩 变 形 现 象; 近 断 口 处 表 面 有 众 多 沿 周
            出解决措施, 以避免该类问题再次发生。                                向分布的细小裂纹, 断裂起源于门杆表面; 断口的
                                                               主要扩展区与门杆轴向交角呈 45° , 具有较为典型
            1  理化检验
                                                               的轴 向 拉 应 力 过 载 断 裂 特 征, 该 处 可 见 直 径 为

            1.1  宏观观察                                         5mm 的“ 十字” 形通孔, 是门杆承载截面积最小的

                 利用 FinePixHS33EXR 型数码相机对断裂门                   部位; 断口 侧 面 可 见 较 为 明 显 的 与 套 筒 摩 擦 和 挤
            杆进行宏观观察, 结果如图 1 所示。由图 1 可知:                        压的痕迹, 门杆表面有一定厚度的氧化皮。
































                                                   图 1  断裂门杆的宏观形貌
            1.2  化学成分分析                                        门杆材料中各元素含量均符合 GB / T20410 — 2006


                 使用 SPECTRO MAXx 型台式直读光谱仪对                     《 涡轮机高温螺 栓用钢》 对 2Cr12NiMo1W1V 钢的
            断裂门杆进行化学成分分析, 结果如表 1 所示, 可见                        要求。
                                                表 1  断裂门杆的化学成分分析结果                                         %
                                                              质量分数
               项目
                         C       Si       Mn       Cr      Mo        W       V        Cu       P        S
              实测值       0.25     0.30    0.62     11.36    1.03     1.09    0.34     0.18    0.024    0.005
              标准值     0.20~0.25  ≤0.50  0.50~1.1011.00~12.500.90~1.25 0.90~1.25 0.20~0.30  ≤0.25  ≤0.030  ≤0.025


            1.3  金相检验                                         100 μ m 的氧化皮。
                 从门杆断口处截取试样, 并进行金相检验, 结果                      1.4  力学性能测试
            如图 2 所示。由图 2 可以看出: 门杆断口及基体部                            从断裂门杆处取样, 使用电子万能试验机进行
            位的组织均为回火马氏体, 晶粒粗大, 晶粒度等级约                          拉伸试验, 使用数字冲击试验机进行冲击试验, 测试
            为 0 级; 表层部位的组织基本为回火索氏体, 晶粒细                        结果如表 2 所示。由表 2 可以看出, 断裂门杆的屈

            小, 晶粒度等级为 10 级, 表层与基体部位的晶粒度                        服强度及抗拉强度均低于 GB / T20410 — 2006 的最

            差别很大; 表层可见厚度约为 150 μ m 的渗氮层, 渗                     低要求, 冲击吸收能量接近 GB / T20410 — 2006 的
            氮层 中 可 见 众 多 微 小 裂 纹; 表 层 可 见 厚 度 约 为              最低要求。



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