Page 78 - 理化检验-物理分册2024年第九期
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孙 雄，等：R26高温合金螺栓断裂原因
在断口附近沿轴向取样，试样的宏观形貌如图3 口裂纹分叉处可见多处沿晶微裂纹及氧化膜特征。
所示。由图3可知： 在断口轴向上可见裂纹扩展特征， 说明裂纹已形成一段时间，并在运行过程中不断扩
且裂纹存在多条分叉。 展并氧化。
1.2 化学成分分析
在断裂螺栓上取样，对试样进行化学成分分析，
结果如表1所示。由表1可知： 试样中Ti元素含量超
出DL/T 439—2018 《火力发电厂高温紧固件技术
导则》的要求。
1.3 金相检验
在螺栓断口上截取金相试样，利用光学显微镜
对试样进行观察，结果如图4所示。由图4可知：断 图 3 断口轴向上的宏观形貌
表1 断裂螺栓的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mn Ti Co Mo
实测值 0.08 0.74 0.62 0.010 0.021 17.2 35.4 0.34 3.56 18.3 2.9
标准值 ≤0.08 ≤1.5 ≤1.0 ≤0.030 ≤0.030 16.0~20.0 35.0~39.0 ≤1.00 2.5~3.0 18.0~20.0 2.5~3.5
图 4 断口处的微观形貌
断裂螺栓的显微组织形貌如图5所示。由图5 测试，结果如表2所示。由表2可知：试样的硬度高
可知：螺栓的组织为奥氏体，析出物聚集处可见开裂 于DL/T 439—2018 要求上限，且抗拉强度和屈服
初期特征，开裂附近存在带状第二相析出，微裂纹扩 强度均高于标准要求。
展方向与轧制流线方向一致，均平行于螺栓主要受 1.5 扫描电镜(SEM)及能谱分析
力方向。说明析出物的存在造成了区域弱化，使裂 在螺栓断口处取样，对试样进行SEM分析，结
纹扩展方向与受力方向不垂直。 果如图6所示。由图6可知：断口呈冰糖状，晶界处
1.4 力学性能测试 呈微裂纹特征，为脆性断裂的典型形貌。
在断裂螺栓轴向上取样，对试样进行力学性能 对螺栓断口处进行能谱分析，分析位置如图 7
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