Page 77 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl240157

R26 高温合金螺栓断裂原因

孙 雄，杨 超，石仁强
（江苏方天电力技术有限公司，南京 211102）

摘 要：某机组汽轮机高压导气管法兰固定用R26高温合金螺栓发生断裂现象。采用宏观观察、
化学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜及能谱分析等方法对螺栓断裂的原因进行分析。
结果表明：螺栓原材料中Ti元素含量偏高， 使材料中产生点状夹杂析出物，经热轧加工后，形成了带
状组织，造成了螺栓的高温性能下降、硬度变大，螺栓长期在高温环境下服役，最终发生了脆性断裂。
关键词： R26高温合金螺栓；带状组织；脆性断裂；硬度；析出相
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)09-0061-04
Reasons for R26 high temperature alloy bolt fracture

SUN Xiong, YANG Chao, SHI Renqiang

(Jiangsu Frontier Electric Technology Co., Ltd., Nanjing 211102, China)

Abstract: The R26 high temperature alloy bolt used to fix the flange of the high pressure air duct of a steam
turbine unit fractured. The causes of bolt fracture were analyzed using macroscopic observation, chemical composition
analysis, metallographic examination, mechanical property testing, scanning electron microscopy, and energy spectrum
analysis. The results show that the high content of Ti element in the raw material of the bolt resulted in the formation
of point like inclusions and precipitates in the material. After hot rolling processing, the banded structure was formed,
causing a decrease in the high-temperature performance and an increase in hardness of the bolt. The bolt served in a high
temperature environment for a long time and eventually experienced brittle fracture.
Keywords: R26 high temperature alloy bolt; banded structure; brittle fracture; hardness; precipitation phase

R26高温合金具有优良的抗蠕变性能和抗应力松
弛性能，被广泛应用于汽轮机汽缸、主汽门等管道法
[1]
兰部件 。然而，随着运行时间的延长，该材料高温螺
栓存在严重的第二相析出倾向。带状组织的存在会加
重这一倾向，并产生晶间裂纹，严重时会使高温螺栓 图 1 断裂螺栓的宏观形貌
发生脆性断裂，给设备的安全稳定运行造成隐患 [2-3] 。 图2所示。由图2可知： 断口呈多裂纹源扩散特征，不
某机组高压导汽管法兰螺栓发生断裂现象，螺栓材料 同裂纹源扩展后在交汇位置形成台阶；未见明显疲劳
为R26合金，尺寸（直径×长度）为55 mm×575 mm 纹路，表面呈颗粒状。说明螺栓断裂方式为脆性断裂。
（见图1） 。笔者采用一系列理化检验方法分析了螺栓
断裂的原因，以避免该类问题再次发生。

1 理化检验
1.1 宏观观察
将断裂螺栓的断口清洗后进行宏观观察，结果如

收稿日期：2024-06-07
作者简介：孙 雄（1983-） ，男，硕士，高级工程师，主要从事电
力材料失效分析及仪器仪表校验工作，18061602018@163.com 图 2 清洗后断口的宏观形貌
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