Page 87 - 理化检验-物理分册2025年第三期
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段 攀，等：氨合成塔内约翰逊网丝条断裂原因
图 9 丝条断口 SEM 形貌及能谱分析结果
裂纹尖端及界面处的微裂纹SEM形貌如图10 与奥氏体为非共格关系，过饱和奥氏体本质上是面
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所示。由图10可知：裂纹主要沿晶界扩展，裂纹扩 心立方结构 ，会形成严重的晶格畸变 ，另外析出
展经过的晶界处存在连续分布的析出相，外层渗氮 的氮化物与原始组织不同，进而在渗氮层与心部区
层与心部区域交界处存在微裂纹。渗氮组织一方面 域界面处形成内源性微裂纹。
图 10 裂纹尖端及界面处的微裂纹 SEM 形貌
2 综合分析 时，内应力达到甚至超过其屈服极限，在材料中形成
内源性微裂纹。
通过以上分析可见，在约翰逊网丝条表面形成
了约675 μm的渗氮层，物相分析结果表明，表面渗 3 结论及建议
氮层主要由氮化物与含氮固溶体（即过饱和奥氏体） （1） 丝条表面形成渗氮层后，在渗氮层形成过程
构成。氮化物的晶格常数比基体大得多 ，当氮化 中的内应力及外加载荷的作用下，丝条发生开裂。
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物与基体保持共格关系时，基体会形成较大的晶格 （2） 建议将丝条材料更换为镍基合金 ，一方
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畸变，当析出的氮化物不断增多时，其共格关系将会 面，氮元素在镍基体中几乎不固溶，镍也不是氮化物
被破坏，析出氮化物在晶界连续分布时将形成更大 形成元素，渗氮的原因是镍基合金中存在氮化物形
的内应力，同时形成的氮化物导致渗氮层体积膨胀， 成元素，如Cr、Mo、Nb、Al元素等；另一方面，镍基
也会在材料中形成内应力，当渗氮层超过一定厚度 合金的渗氮温度为590~650 ℃， 镍基合金的渗氮温
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