高温螺栓断裂分析
高温高压屏蔽电泵螺栓的断裂失效及分析
ｃ ｏ ｉｇ ｔｓｓ ａ ｄ ｅ ｃ ｓ ｉｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｍｅ ｉｍ ． Ｔ ｋｎ ｈ ｈｇ ｏ ｌ ｅ ｔ ｎ ｘ ｅ ｓｖ ｏ ｏ ｅ ｔｄ ｐ ｎ ｉ ｇ ｏ ｘ ｅ ｎ ｉ ｎ ａ ｄ ｕ ａ ｉｇ ｔ ｅ ｉｈ—
第卷 盖ｌ （Ｐ ｓＮ ＲｏＥ Ｃ ＩＭＣＮ１ 第４ 卷 （总 ） ４ （薯６ ６ 第１ ６ 期 Ｅ ＬＩ —ｏＦＬＴＣ Ａ Ｉ Ｘ Ｓ Ｏ ｘ ０ｏ Ｐ Ｏ Ｅ Ｒ ＨＥ Ｏ ）
２ ０１
ｒ ｌ扎 万 龟 艺 爆＇
高温高压屏蔽 电泵螺栓 的断裂失效及分析
于春燕 张永生 纪繁祥 ， ，
０ 引 言
高温高压屏蔽电泵在 热态试验 后拆 检时 ， 有
时会发现联结隔热部件和定子的双头螺栓出现裂 纹或 断裂 现 象 ， 裂 型 式 为 裂 纹 或 脆性 断 裂 。金 断 属断裂就是金属在外加载荷或内应力等外界因素
作用下破损成两部分或更多部分。整个断裂过程 般包含两个阶 段 ： 纹的产生和 裂纹 的扩展 。 裂
ｌ佳木 斯 电机 股份 有 限公 司 ， 黑龙 江佳木 斯 （５０ ２ １４０ ）
２海军驻哈 尔滨地区舰船配套 军事代表 室， 黑龙 江哈 尔滨（５０６ １０４ ）
摘 要 高温高 压屏 蔽电泵因设计结构 不合理 、 过程控 制失效 、 料规格 代用 、 材 多次升降 温试 验后多次预 紧 、 试验介质规定成 分超标等 因 素 ， 会在 热态 试验后 发生 螺栓断 裂失效 。结合 高温高 压屏蔽 电泵产 品实例 ， 认识 、 分析引起螺栓断 裂的根源 ， 出有效 的控制措施 。 提 关键 词 断裂 ； 裂纹 ； 脆性 ； 腐蚀 ； 渗透检 测
ｐ ｏ ｅ ｓ ａｔｒ ａｉｅ ｍａｅ ａ ｓ ｅ ｉｉａｉｎ， ｍｕｔｐ ｅ ｉ ｔｒｅ ｔ ｎ ｆｅ ｌ ｐ ｅ ｅ ｔ ｇ ｎ ｒ ｃ ｓ ， ｌ ｎ ｔ ｔ ｒｌ ｐ ｃｆ ｔｏ ｅ ｖ ｉ ｃ ｌ ｌ ｎ ｅｖ ｎｉ ｓ ａｔｒ ｍｕｔ ｌ ｈ ａｉ ａ ｄ ｉ ｏ ｉ ｎ
受损高温高压丝扣修复(1)方法
高温高压合金钢螺纹损坏原因分析及修复方法介绍针对我厂检修工作中经常遇到的螺纹损坏问题，结合几次螺纹修复工作，不断完善螺纹修复方法，总结了螺纹损坏后如何进行的修复方法。
并在我厂2 #机组通流改造的工作中，汽轮机调门螺栓更换过程，采用了文中介绍的方法，较好的解决了高温高压大直径断螺栓取出问题。
下面对螺栓损坏原因进行简单分析，及工作中遇到断丝如何处理进行简单介绍。
一损坏原因分析：1、检修工艺不规范，在螺栓安装时表面清理不干净，有毛刺，，螺纹没有仔细检查，表面有伤痕。
2、在安装螺栓时，螺栓加热器功率偏小，使螺栓受热不均，加热时间过长，导致螺栓螺纹部分温度过高而胀住。
3、螺栓及螺母选用的材质不匹配，导致热紧后部分螺纹受伤或变形。
4、螺纹经长期高温工作，表面产生高温氧化物，螺纹之间出现咬合现象。
在松螺栓时，由于氧化物的撕拉与剥落，在螺纹表面拉出毛刺；5、螺纹加工质量不好，松紧不适，粗糙度较大。
二、螺纹损坏后的修复：高温合金钢螺纹的损坏主要有三种类型：1、外螺纹损坏；2、内螺纹损坏；3、螺纹断裂。
对于表面不是缺损性的螺纹损坏，如有毛刺、表面有轻度氧化层等，正常情况下可用相应的板牙或丝锥对受损的丝牙进行修复。
对于螺纹损坏严重或某些特殊的螺纹（没有合适的丝锥或板牙），可以采用以下方法予以修复。
1、外螺纹的修复1、1损坏的外螺纹如果处于螺杆的有效旋合范围之外，可以考虑在完好螺纹长度足够用的情况下用角磨将损坏的螺纹磨去，用锉刀修光螺杆，去除毛刺。
如果损坏螺纹处于螺杆端部，还应注意将有效螺纹的起始处用什锦挫修正。
1、2如螺纹有效长度较短或无法通过调整垫片厚度将损坏螺纹移至有效旋合范围之外的，必须对螺杆进行整体修复。
根据螺纹损坏情况，分别可以按以下方法处理：1、2、1对于出现螺纹崩牙或不全的，可根据螺栓的材质选用合适的焊条进行焊补，然后利用角磨和锉刀进行修整。
为避免修锉过度，修整时应注意留有少许余量，在下一步的用螺母理丝时，余量部分可以被理去1、2、2选用合适的螺母来修复丝杆，螺母旋至根部后退出，检查螺纹表面，在用螺母修复螺杆处应留下痕迹，否则考虑更换合适的螺母。
螺栓从根部断裂的原因
螺栓从根部断裂的原因
螺栓从根部断裂的原因有多种，以下是其中的一些常见原因：
1. 过度紧固：螺栓在安装过程中过度紧固，会导致螺栓的应力超过其承受极限，从而导致螺栓从根部断裂。
2. 疲劳断裂：螺栓在长期使用过程中，由于受到重复的载荷作用，会逐渐产生微小的裂纹，当这些裂纹达到一定程度时，就会导致螺栓从根部断裂。
3. 材料缺陷：螺栓的制造过程中可能存在材料缺陷，如夹杂、气孔等，这些缺陷会导致螺栓的强度降低，从而容易发生从根部断裂的情况。
4. 热膨胀：在高温环境下，螺栓由于热膨胀的原因，会受到额外的应力，从而导致从根部断裂。
5. 腐蚀：螺栓在潮湿、腐蚀的环境中使用，会导致其表面产生腐蚀，从而降低其强度，容易发生从根部断裂的情况。
为了避免螺栓从根部断裂，需要注意以下几点：
1. 在安装螺栓时，不要过度紧固，应该根据设计要求和实际情况确定适当的紧
固力。
2. 定期检查螺栓的状态，如有发现裂纹、变形等情况，应及时更换。
3. 在高温环境下使用螺栓时，应选择能够承受高温的材料。
4. 在潮湿、腐蚀的环境中使用螺栓时，应选择具有抗腐蚀性能的材料，并采取防腐措施。
5. 在制造螺栓时，应注意材料的质量，避免出现材料缺陷。
引进型300MW汽轮机高温螺栓断裂问题探讨
引进 型 ３ ０ＭＷ 机 组 高温 螺 栓原 采 用 Ｒ ２ ０ 一 ６镍
钴 铁 基 高温 合 金 。Ｒ ２ 一 ６合 金具 有 很 高 的蠕 变 和持 久 强 度 ， 松驰 和抗 氧 化 能 力 强 ， 于 高 中压 内缸 抗 用 螺栓 ， 可使 内缸 法 兰 尺 寸缩 小 ， 动 热 应 力 低 和保 启
Ｓ Ｑ螺栓 断裂 的机 组进 行 断裂 统计 调查 ， 断裂 螺栓 总
数为 １０根 ， ７ 断裂 螺栓数 量 占总螺 栓数 的 １．％。各 ２１
类高 温螺 栓断 裂数 量 占其 总安装 数 的 比例 见 表 １ 。
表 １ 断 裂 螺 栓 的 比例 ％
（）高温 螺 栓材 料 采用 Ｒ ２ １ 一 ６合 金
持 内缸 汽 密 时 间长 等优 点 。但 是 Ｒ ２ 一 ６合金 材 料 昂 贵 ， 国 又 稀 缺 钴 元 素 ， 且 引进 型 ３ ０ＭＷ 机 组 我 而 ０
别 于 １９ 年 １ ９１ ２月 和 １９ ９ ２年 １ １投 产 。 第 一 次大 至 修 ， １ 机 高 压 静 叶持 环 双 头螺 栓 断 裂 ３根 ，２号 １号 １
汽 轮 机组 。
中采取 了 以下措 施 ： 大 高 压 静 叶持 环 中分 面螺 栓 加 直 径 （０根 双 头螺 栓 从 Ｍ５ １ ２增 大 至 Ｍ７ ， 定 位 ２ ２根 螺 栓 从 Ｍ５ ２增 大 至 Ｍ６ ）螺 栓 材 料 改 用 Ｇ ４ ４ ／ ０， Ｈ １５ Ｓ Ｑ镍 基 合 金 和加 大 螺 栓 安装 预 装 力 ，改 进 后 的机
命更 短 ，造成 被 迫 停机 。对 ２ ２台 已发 生 Ｇ ４ ４ ／ Ｈ １５
螺栓螺母匹配与螺栓断裂的原因
螺栓螺母匹配与螺栓断裂的原因螺栓和螺母是机械连接中常见的一种紧固件，它们通常用于将两个或多个零件固定在一起。
然而，在使用过程中，我们经常会遇到螺栓断裂的情况。
螺栓螺母匹配与螺栓断裂之间存在一定的关系，下面将详细介绍其原因。
螺栓断裂可能是由于螺栓本身的质量问题所导致的。
螺栓在制造过程中，如果使用了低质量的材料或者制造工艺不合格，会导致螺栓的强度不足。
当受到外力作用时，螺栓容易发生断裂现象。
螺栓在使用过程中可能会受到过大的载荷作用，从而导致断裂。
例如，在某些工作场合中，由于外力的作用，螺栓所承受的拉力或剪力超过了其承载能力，就会造成螺栓的断裂。
此外，如果在螺栓连接中存在过紧或过松的情况，也会对螺栓产生不利影响，导致螺栓断裂。
螺栓的螺纹与螺母的螺纹匹配不良也是导致螺栓断裂的原因之一。
螺栓和螺母之间的螺纹是紧密配合的，如果螺栓和螺母的螺纹间隙过大或过小，都会对螺栓的强度和稳定性造成影响，进而引起螺栓的断裂。
此外，如果螺栓和螺母的螺纹形状不匹配，也会导致紧固件的稳定性下降，从而引起螺栓断裂。
使用不当也是螺栓断裂的常见原因之一。
在拧紧螺栓时，如果操作不当，比如使用过大的力量或者过快的速度，就会对螺栓产生过大的应力，导致螺栓的断裂。
螺栓的使用环境也会对螺栓的稳定性产生影响，进而导致螺栓断裂。
例如，在高温或低温环境下使用的螺栓，由于温度变化导致膨胀和收缩，容易产生应力集中，从而引起螺栓的断裂。
另外，在潮湿或腐蚀性环境下使用的螺栓，由于腐蚀作用，会削弱螺栓的强度，增加螺栓断裂的风险。
螺栓和螺母的匹配与螺栓断裂之间存在一定的关系。
螺栓断裂可能是由于螺栓质量问题、过大的载荷作用、螺纹匹配不良、使用不当以及使用环境等多种因素共同作用所致。
为了避免螺栓断裂的发生，我们在选择和使用螺栓时应注意选择质量可靠的产品，合理设计和控制载荷，保证螺栓和螺母的螺纹匹配良好，正确使用工具和操作方法，并根据使用环境选择合适的螺栓材料，以确保螺栓连接的稳定性和安全性。
汽轮机高温螺栓的断裂特性分析
组运行安全。
一
．
实验材料
本实验 材料是 由通辽 发电总厂提供 的高压 调速汽 门螺
栓 ，其 规格为 Ｍ５ ４×２ ０ ６× ２ ，使用材 料为 ２ Ｃ ｌ ｌ ｉ ０ ｒＭｏ ＶＴ Ｂ 钢 ，运行时 间大约为 １ １６小 时，工作温度 为 ５ ５ ５２ ３ ℃左右 。 断裂位置在 螺纹第 一扣根 部的横截 面上 。热加工 工艺是始
锻温度 １ ５ ℃，终 锻温 度 ８ ０～ ９ ０Ｃ，锻 后砂 冷 ，退火 １０ ５ ０ ｏ
处 理 加 热 至 ９ ０～ ９ ０ ， 温 ４～ ６ 缓 冷 至 ６ ０ 出 炉 。 ３ ５Ｖ 保 ｈ， ｏ℃
图１高压调速汽ｆ ２Ｃ ｌ ｌ ＴＢ ］ Ｏ ｒＭｏ Ｖ ｉ螺栓宏观断 口
热处理 工艺是 １ ３ ０ ０～ １５ ￣油淬 加 ７ ０～ ７ ０ ６ ００ ０ ２ ℃ ｈ回火 ，
２ 断 口微观形貌观察 ． 用 Ｊ Ｍ－ ４ ０型号扫 描 电镜 观察断 裂螺栓 断 口，从断 Ｓ ６９ 口形貌 （ ２ 可 以看 出，断 口形 貌呈冰糖状 （ 图 ２ ｂ） 图 ） 见 － ，
并伴 有 河流状 花样 （ 图 ２ ｃ， 冰糖状 是沿 晶断 裂形貌 ， 见 －） 而河 流状花样 是解理 断裂断 口的微观基 本特征 ，这表 明该
能。防止运 行 中断裂 ，是保证机 组运行 安全 、防止恶性事
故 的重要环节。 随着我 国锅炉 、汽轮机机组 超临界 大容量 的发展 ，对
螺 栓钢提 出了更高 的要求。为保证 高温汽 缸和 阀门的法兰
不 漏汽 ，所采用 螺栓 经受 的工作状 态 的重要程度 并不亚于
其 他金 属部 件。¨研 究 其失 效原 因 ，以便 采取 有效 措施 ，
汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策
汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策摘要：汽轮机组中存在着大量的螺栓，如果在维修中没有得到正确的处理，不仅会导致螺栓的损坏，而且还会导致维修周期的加长，从而增加维修费用，还会对设备造成不同程度的损伤，影响到蒸汽机组的安全和效率。
鉴于此，本文从汽轮机中螺栓检修的基本流程出发，对螺栓损伤的成因进行了分析，并提出了有针对性的对策，从而保证了机组的安全稳定运行。
关键词：汽轮机；检修；螺栓损坏；原因及对策一般来说，我们所说的螺栓指的是高压、高温螺栓，它不仅包括主汽门、连通管、调节气门、高压导气管和汽缸法兰螺栓，还包括各个轴承紧固螺栓。
因为在正常的情况下，汽轮机需要承受很大的压力，而且在机组的工作中，螺栓的工作状态是不断的做功，所以，在这样的工作条件下，螺栓会因为承受了很大的应力而产生疲劳，从而造成设备的破坏。
根据某电厂的一次检修，对造成螺栓损坏的因素作了详细的剖析，并根据工作实践，提出了相应的解决措施，从而提高了机组的安全性和稳定性。
1 汽轮机中螺栓检修基本流程分析为了提高汽轮机螺栓维修工作的效率和质量，需要对螺栓的维修基本过程进行合理的设定，并结合科学的维修工艺，对存在的问题进行及时妥善的处理。
汽轮机螺栓检修的基本程序是这样的。
首先，正确而有效的拆除螺栓。
在高效地拆除涡轮螺栓时，需要将金属表面的温度降到80℃以下，才能保证以后工作的正常进行。
拆除完毕后，应将螺栓保存好，并对其进行编号，这样才能保证检修的顺利进行。
其次是对螺栓的检查和维护。
检修前要做好准备工作，即一一拆开清理螺扣、螺帽等，去除氧化皮，保证零件的清洁。
如果螺母安装顺利，松开螺母，那就说明螺母没有问题，如果有问题，那就需要检查。
同时，要正确地选用维护方式，保证螺栓的良好状态和螺栓的表面光洁。
最终，在检修结束后，及时返回安装。
做完螺栓检修工作后，要立即回装。
在回位时，需要在合理的次序支撑下，对螺栓进行冷紧，热紧作业。
在实际工作中，需要对力矩进行有效的控制，并严格执行密封处理，从而保证螺栓的安全使用，避免出现漏气的情况。
螺栓断裂分析报告
高强度螺栓断裂分析曾振鹏(上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室，上海200030)摘要:采用断口分析、金相检验和硬度测定等方法，对高强度螺栓断裂原因进行了分析。
断口分析结果表明，断口平坦，呈放射状花样，微观形态主要为准解理花样，表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现，在断口附近还存在横向内裂纹，内裂纹的断口形态与断裂断口一样。
金相分析表明，材料棒中存在严重的中心碳偏析，而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。
关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓，在进行验收试验时发生断裂。
螺栓材料为35CrMoA，采用常规工艺生产，硬度要求为35～39HRC。
1 检验1.1 材料的化学成分用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析，分析结果(质量分数)列于表1。
从表1可以看出，材料的化学成分符合标准要求。
1.2 硬度测定硬度测定结果列于表2。
由表可见，螺栓材料硬度虽符合技术要求，但已接近上限。
1.3 材料的显微组织(1)在抛光态下，可见材料中含有较严重的夹杂物，其形态、分布见图1。
对照标准[2]，夹杂物级别为3～4级。
图1 夹杂物形态及分布状况100×图2 螺栓的显微组织280×4%硝酸酒精溶液侵蚀(2)显微组织见图2。
组织为回火马氏体+粒状贝氏体，并有少量铁素体。
从图2可明显看出，组织中存在严重偏析，出现回火马氏体和粒状贝氏体带，致使显微组织不均匀，而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。
对样品螺纹根部附近的组织进行了观察，未发现脱碳现象。
1.4 断口分析(1)图3a为断口的宏观形貌，断口较平坦，表面呈灰色，有明显的撕裂脊，呈放射状花样，放射线从中心向四周发射。
表明裂纹先在中心形成，然后向外扩展。
当裂纹扩展至整个横截面时，螺栓断裂。
图3 断口的宏观形貌图4 断口微观形貌(2)断口的微观形态基本上以准解理花样为主，还有一些二次裂纹，如图4所示。
螺栓拧紧过程断裂原因
螺栓拧紧过程断裂原因
螺栓在拧紧过程中断裂的原因可能有多种，下面我会从多个角
度来解释。
首先，螺栓拧紧过程中断裂的原因可能与螺栓本身的质量有关。
如果螺栓的材料质量不佳，或者存在制造缺陷，那么在受到一定的
拉力或扭矩时就容易发生断裂。
此外，螺栓的表面处理也可能影响
其耐久性，例如表面的氧化、腐蚀等问题都可能导致螺栓在拧紧过
程中断裂。
其次，螺栓拧紧过程中断裂的原因还可能与拧紧力的控制不当
有关。
如果在拧紧螺栓时施加的力或扭矩超过了螺栓所能承受的极限，就容易导致螺栓断裂。
这可能是由于操作人员对于螺栓拧紧规
范的不了解或者操作不当所致。
此外，安装环境和条件也可能对螺栓的断裂起到影响。
例如，
如果螺栓在高温、高压或者腐蚀性环境下使用，就容易导致螺栓材
料的疲劳、腐蚀等问题，从而加速螺栓断裂的过程。
最后，螺栓拧紧过程中断裂的原因还可能与设计安装的不合理
有关。
如果在设计中没有考虑到螺栓的受力情况、安装环境等因素，就容易导致螺栓在使用过程中断裂。
综上所述，螺栓在拧紧过程中断裂的原因可能涉及材料质量、
拧紧力控制、安装环境和设计等多个方面。
为了避免螺栓断裂，需
要在选择螺栓时注意质量，合理控制拧紧力，考虑安装环境，并在
设计中充分考虑螺栓的使用情况。
螺栓从根部断裂的原因
螺栓从根部断裂的原因螺栓是一种常见的紧固连接件，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
然而，有时候螺栓会出现从根部断裂的情况，这不仅会导致设备的损坏，还可能引发严重的安全事故。
下面我们来探讨一下螺栓从根部断裂的原因。
螺栓从根部断裂的原因之一是由于材料质量问题。
螺栓通常由高强度合金钢材料制成，如果材料的质量不达标，存在内部缺陷、夹杂物或不均匀的组织结构，就容易引发断裂。
例如，如果螺栓中存在气孔、夹杂物等缺陷，这些缺陷会成为应力集中的位置，从而导致螺栓在受到外力作用时发生断裂。
过度紧固也是螺栓从根部断裂的常见原因之一。
在装配过程中，如果螺栓被过度紧固，就会导致螺栓承受过大的拉伸力，超过其承载能力，从而发生断裂。
这种情况在使用扭矩扳手等工具进行紧固时尤为容易发生，因为过度紧固会使螺栓的应力超过其材料的极限，从而引发断裂。
螺栓在使用过程中受到的振动和冲击也是导致其断裂的重要原因。
机械设备在工作时会产生振动和冲击，如果螺栓未能承受住这些动态载荷，就容易发生疲劳断裂。
当螺栓受到周期性的振动和冲击时，会导致应力集中，从而使螺栓的强度逐渐降低，最终引发断裂。
温度变化也会对螺栓的断裂产生影响。
当螺栓在高温或低温环境下工作时，其材料会发生热胀冷缩的变化，从而引起螺栓受力状态的变化。
如果螺栓在温度变化过程中受到不均匀的热应力影响，就容易发生断裂。
除了上述因素外，螺栓的设计和安装也会影响其断裂情况。
如果螺栓的设计不合理，例如直径过小、螺纹长度不足等，就会使其承受不了额外的载荷，从而导致断裂。
同时，不正确的安装方法，例如未使用适当的扭矩、未进行预紧等，也会导致螺栓从根部断裂。
螺栓从根部断裂的原因主要包括材料质量问题、过度紧固、振动和冲击、温度变化以及设计和安装问题等。
为了避免螺栓断裂带来的损失和安全风险，我们在使用螺栓时应选择质量可靠的产品，合理安装并避免过度紧固，同时注意振动和温度变化对螺栓的影响，定期检查和维护设备，确保螺栓的安全可靠运行。
高温镍基合金GH4145／SQ螺栓断裂原因分析
验 ２ ０ ０４年 ７月 大修 ４ 呼机 组 断 裂螺 栓 进 行取 样 试 验 分析 ． 取 试 所
样 螺 栓见 表 １ ．
收辅 目期： ｏ ６ ０ — ｔ ２ ｏ — ５ １
下 部 栽 丝 ｌ 第 ８个 螺 纹 处 断 裂 ． 捌 Ｄ１ ０螺 栓 在 下部 械 丝 删 第 ９个 螺
纹 处 断 裂 ．断 ［ 均 呈 粗 品型 瞻 性 ， ｜ 如图 ５ 阁 ６所示 、
嘲
图３ Ｆ １开 裂
２ ０ ． 月刊 ０ ６Ｎｏ ３．
作 者简介 蒲 永弛 ］ ７ 一 男 ． 西风翔＾ ． ９ １ 】． 陕 ］ 稚师 ． Ｍ事电 力最统盘 属监督 瞳帻Ｔ作
维普资讯
一
蠢 蕊 ． 。 穗≤ 。 。
有
囊 穗 §豢 。一 ＿。 纛 ＿ 藤 ＿蕊 。 。 。 ｉ ¨豢
一
图５ Ｆ ２断 口 图 ６ Ｄ９螺 栓 断 口形 貌
２瓤 一 ｌ Ｆ ３ 冬 相少 碳 够 担 ＋ 枣 匀 颠 褰 始 尊孝 ３ 、 氏 竹 十 量 晶 ｛ ｌ Ｆ 一 级 奥 体 相 少 磷 ；粒 ２ 匀 基鸯 謇 ４ ＝ 。 簪 Ｂ … 体 相少 碳 鬣 化 均 ． 毒印 匀， 且帝 草 冬 ５ Ｄ９ ３ 粤 体 相 碳ｆ 母 十晕 ． 簪 ｛ ： 燕 声攀 枣 褰物
１ 断裂螺栓的试验分析
１１ 试 样情 况
２ ３整 周开 裂 见 罔 ３ ２螺 拴 侄上 Ｆ 部光 杆 变 径根 部断 裂 ． 呈粗 品 型脆 性断 口． 阿 ４所示 ． １ 柃 在 上 如 Ｂ螺 部 光 杆 变 径 根 部 断 裂 ． ９螺 栓 在 １ ３
二
由 于 两 台 机 缓 在 最 ＿ 的 大 修 翩
20Cr1Mo1VTiB螺栓断裂原因分析及其检验
技术与市场 !"#$ 年第!% 卷第& 期
表 &'冲击试验结果
样品
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'原因分析 !" +4# \2# @.<R钢为国产 高 温 螺 栓 用 钢! 具 有 良 好 的 综 合
'引言 !"#K 年 % 月!某电厂 ! 号机在检修过程中发现左'右侧中
压调汽门( 下称中调门) 存在不同数量的螺栓断裂情况!左侧中 调门断裂螺栓 & 条!其中 ! 条断口比较粗糙!# 条断口比较平 整!断裂螺栓沿中调门圆周随 机 分布,右侧中调门断裂 螺栓 # 条!断口比较粗糙$
该电厂 ! 号机组汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的 +HB&%" -!(A! E%CC E%CC 型超临界!一次中间再热!单轴!双缸双排汽' 冷凝式汽轮机$ 每侧中调门上沿圆周分布有 &" 条螺栓!螺栓 材质 !"+4#\2#@.<R!螺栓规格 \&&$
样品
测量布氏硬度值 VRO
检验结果
#号试样
!%,'!%%'!%C
符合
$号试样
!%%'!C"'!%K
符合
JHE.(&, -!""C'!"+4#\2#@.<R
汽轮机高温螺栓断裂失效分析
汽轮机高温螺栓断裂失效分析发表时间：2018-12-17T16:49:43.973Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：冯辉[导读] 摘要：汽轮机高温螺栓是汽轮机组的关键性部件，其蠕变失效或断裂，不仅造成蒸汽泄漏而影响机组的经济性，还严重危及机组的安全运行。
大唐湘潭发电有限责任公司湖南湘潭 411102摘要：汽轮机高温螺栓是汽轮机组的关键性部件，其蠕变失效或断裂，不仅造成蒸汽泄漏而影响机组的经济性，还严重危及机组的安全运行。
本文论述了汽轮机高温螺栓断裂失效的原因及措施。
关键词：汽轮机；高温螺栓；断裂失效分析前言：高温螺栓在高温下长期运行后会逐渐老化，有多种失效形式。
而火电机组高温螺栓最常见的失效形式是蠕变断裂，因此在役高温螺栓监督检验应以检验蠕变损伤为重点。
1汽轮机概述汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外作功。
它能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发出较大的功率。
2断口分析和断裂形式断裂是机器零件失效最严重的表现形式之一。
对断裂的研究已发展成一门独立的边缘学科，涉及到断裂力学、断裂物理、断裂化学和断口学等多个分支。
其中断口存储记录了大量失效特征及失效原因的信息。
因此，断口分析是失效分析最基本、也是最重要的方法之一。
1、沿晶断裂。
实际金属材料为多晶粒结构，晶粒之间的边界称之为晶界，沿晶界扩展的裂纹叫沿晶断裂。
2、解理断裂。
一种在正应力作用下产生的穿晶断裂，通常沿一定的严格的晶面-解理面分离。
解理断裂的形貌特征为河流花样、河流的上游、支流就是裂纹发源处。
20Cr1Mo1VNbTiB高温螺栓断裂失效分析
１ 试验及结果
断裂螺栓规格为 Ｍ１２０ｍｍ×４ｍｍ×１５３０ｍｍ， 断裂部位为距螺栓端部 ５７０ｍｍ螺杆处，工作温度在 ５１０℃左右，汽轮机累计运行时间约 １４００００ｈ。试验 借助金相显微镜、布氏硬度计、力学试验机、直读光 谱仪及扫描电子显微镜，对其断裂原因及机理进行 了分析。 １．１ 断口分析
图 １为断裂螺栓断口正面及侧面的宏观形貌。
温紧固件技术导则》可知，＃１，＃２试样晶粒度为 ３～ ４级，属于微观中等粗晶。 １．３ 力学性能试验 １．３．１ 硬度试验
采用 ＨＢ－３０００布氏硬度计（ＨＢＷ）分别对 ＃１， ＃２试样进行硬度试验。参照 ＤＬ／Ｔ４３９—２００６《火力 发 电 厂 高 温 紧 固 件 技 术 导 则》中 对 ２０Ｃｒ１Ｍｏ１ＶＮｂＴｉＢ高温螺栓硬度的规 定 可 知，远 离 断口的 ＃２试样及断口附近的 ＃１式样的多次布氏硬 度测量值均在正常范围内，见表 １。 １．３．２ 拉伸性能试验
沿纵向对螺栓螺杆部分取样，标记为 ＃３试样并
图 ２ 螺栓断口的 ＳＥＭ形貌 图 ３ 金相组织
第 １０期
吴红辉，等：２０Ｃｒ１Ｍｏ１ＶＮｂＴｉＢ高温螺栓断裂失效分析
·２９·
进行常温力学拉伸试验。参照 ＤＬ／Ｔ４３９—２００６《火
力 发 电 厂 高 温 紧 固 件 技 术 导 则》中 对
２０Ｃｒ１Ｍｏ１ＶＮｂＴｉＢ高温螺栓拉伸性能 的 规 定 可 知，
断裂螺栓常温 ＃１及 ＃２试样的布氏硬度
ＨＢＷ
试样
＃１ ＃２
布氏硬度值测量值
１
２
３
ＤＬ／Ｔ４３９—２００６ 平均值
标准要求
２７５ ２７２
２７７ ２７８
２７８ ２８２
２７７ ２７７
２５２～３０２
螺栓高温断裂原因
螺栓高温断裂原因
螺栓是机械加工中的重要构件，通常用于连接重要部件，如管道
和机器配件。
但是，螺栓高温断裂经常出现在高温环境下使用时，这
对于工业应用带来了很大的风险和挑战。
以下是螺栓高温断裂原因的
分步骤阐述。
第一步：高温下螺栓材料组成的影响
螺栓通常由钢材、合金钢、不锈钢等材料制成。
在高温情况下，这些
材料的物理化学性质会发生不同程度的变化。
例如，某些钢材在高温
环境中会发生氧化，形成脆性铁锈，导致螺栓强度下降，容易断裂。
第二步：高温下螺纹组成的影响
螺纹是螺栓中非常重要的一个构建，它将两个部件牢固地连接在一起。
然而，在高温环境下，金属的膨胀系数会增加，导致螺纹的加紧力量
下降。
在一些情况下，螺纹还会因为热膨胀而变形，导致紧固力量失
控或者连接松动，增加螺栓的断裂风险。
第三步：应力状态的影响
应力是指在螺栓上产生的外力作用下挤压变形的情况。
在高温环境下，螺栓材料容易发生塑性变形，容易形成很高的压应力，这会加剧螺栓
的疲劳损伤，降低螺栓的强度，并且可能导致断裂。
综上所述，螺栓高温断裂的原因涉及到材料组成、螺纹密度以及
应力状态等多方面因素。
为了解决这些问题，需要从以下几个方面入手：首先，选择耐高温的金属材料作为螺栓的构件；其次，在设计时
应注意螺栓的螺纹密度以及固定位置；最后，通过增强表面涂层、加
强冷热处理、提高精密成型等技术手段应对高温环境下的应力状态。
螺栓断裂的原因分析及预防措施
1、螺栓断裂的原因：1.由于螺栓的材料导致的，假如我们选用的材料比较好了之后，那么我们的螺栓质量也就会比较好。
假如我们选用的材料比较差，那么我们的螺栓在一定程度上断裂的程度就会比较多。
2.螺栓的强度不够高导致的，由于螺栓在承受的压力如果大于螺栓的强度，那么螺栓就会很容易出现断裂的现象。
因此我们在使用螺栓的时候最好能够了解一下该螺栓所能够承受的强度是多大，这样我们就能够选择高于这个强度的螺栓，螺栓断裂的可能性也会减少很多。
3.制造不合格导致的，很多的螺栓会因为生产不合格，这样就没有办法发挥出标准螺栓的质量，在一定程度上就会导致了螺栓的断裂。
我们在生产螺栓之后一定要经过检测，这样才能够保证螺栓是合格的才进行销售，这个也是对于消费者的一种最基本的保证。
4.由于螺栓的疲劳强度导致的。
螺栓会断裂最多的因素就是由于螺栓的疲劳强度所致。
我们在使用螺栓一开始是没有什么问题的，但是在经过物件的作业之后就有可能会产生一定的松动，在松动的时候继续作业是会让螺栓的疲劳强度增大，在到达了螺栓所能够承受的范围极限，那么螺栓也就随之断裂了。
2、预防螺栓断裂的措施：1.塞加垫铁2.改进螺栓加工工艺3.改进标准节加工工艺3、螺栓的质量有螺栓的长度、规格、类别、连接形式等条件决定。
4、螺栓的预紧力矩使得螺栓受到拉应力、剪应力两种力，而预紧力的控制是为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行，垫片表面必须有足够的密封比压，特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛，法兰和螺栓产生热变形，因此高温连接系统的密封比常温困难得多，此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要，过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。
螺栓预紧力过大，密封垫片会被压死而失去弹性，甚至会将螺栓拧断；过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压，从而导致连接系统泄漏。
因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。
5、螺栓的抗拉强度和屈服强度决定了螺栓的强度，强度越大，通常寿命越大。
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理【摘要】风电机组叶片螺栓断裂是影响风电机组运行安全性和可靠性的重要因素之一。
本文对叶片螺栓断裂的原因进行了分析，包括叶片设计不当、材料疲劳、操作误差等。
同时介绍了常见的螺栓断裂类型，如拉伸断裂、疲劳断裂等。
针对叶片螺栓断裂问题，提出了处理方法，包括更换受损螺栓、加固叶片结构等。
也提出了预防措施，如定期检查螺栓状态、加强维护保养等。
结合技术改进，对风电机组叶片螺栓断裂问题进行了总结，展望未来发展，提出了建议，旨在提高风电机组的运行安全性和可靠性。
这些措施将有助于减少叶片螺栓断裂带来的事故风险，促进风电产业的健康发展。
【关键词】风电机组、叶片螺栓、断裂、原因分析、常见类型、处理方法、预防措施、技术改进、总结、展望、建议。
1. 引言1.1 研究背景现代风力发电机组已经成为一种越来越受欢迎的清洁能源发电方式，其核心部件之一就是叶片。
叶片的设计和制造对风力发电机组的性能和稳定性起着至关重要的作用。
叶片螺栓断裂问题却是一直困扰着风电行业的一个重要难题。
叶片螺栓一旦断裂，不仅会影响风力发电机组的正常工作，还可能引发安全事故，对设备和人员造成严重威胁。
研究叶片螺栓断裂的原因及处理方法是当务之急。
目前，虽然在叶片螺栓断裂方面已有相关研究，但仍存在一些问题有待进一步深入研究。
在实际生产和运行中，叶片螺栓断裂的原因往往不是单一的，可能涉及到设计、材料、制造、安装、运行等多个环节。
有必要对叶片螺栓断裂的原因进行深入分析，找出主要影响因素，并提出有效的处理方法和预防措施，以确保风力发电机组的安全运行和可靠性。
1.2 研究目的本文旨在对风电机组叶片螺栓断裂的原因进行深入分析，探讨常见的螺栓断裂类型，提出有效的处理方法和预防措施，同时进行技术改进，以降低风电机组叶片螺栓断裂的风险，提高其运行安全性和可靠性。
通过这些研究，我们希望能够为风电行业提供有益的参考，促进风电机组的更好发展和运行。
1.3 研究意义风力发电已经成为替代传统能源的重要方式，风电机组叶片螺栓断裂问题一直是制约其安全稳定运行的关键因素。
超高强度螺栓断裂失效分析
超高强度螺栓断裂失效分析摘要：螺栓作为重要的紧固件，其失效事故较多，危害极大。
其中，螺栓氢脆断裂是一种常见的失效模式。
由于氢脆主要与批次问题有关，因此危害更大。
螺纹连接是发动机部件之间最常用的连接，约占发动机连接的70%。
螺栓的应力特性决定了它是发动机的薄弱部分。
因此，连杆螺栓的失效分析和预防非常重要。
对超高强度螺栓的断裂失效进行了分析。
关键词：超高强度螺栓；断裂破坏；氢脆超高强度螺栓是经过铆接和焊接而发展起来的一种钢结构连接形式。
它具有结构简单、可拆卸、承载力大、抗疲劳、安全等优点。
因此，高强螺栓连接已发展成为工程安装的主要手段。
1例分析某轴承上使用了某种类型的高强度螺栓，其强度要求非常高。
经过5个月的生产检验合格后，发现部分螺栓螺纹处相继断裂。
该类高强螺栓为铰孔螺栓（螺纹长95mm），材质为35CrMnSiA钢，规格为M56，螺纹长235mm，强度要求符合gb/t3077-1999。
制造工艺如下：坯料电渣重熔→预处理→超声波探伤→粗加工（单边余量3～5mm）→淬火和回火处理（950℃淬火、630℃回火）→半精加工→淬火热处理（淬火温度900℃，310℃回火）→机械性能检查→完成→磁粉探伤（含螺纹）→表面油漆保护→装配目前，无损检测方法无法检测出螺栓内部0.2mm以下的微裂纹。
通过金相检验、氢含量检验和断口扫描电镜分析，对断裂的螺栓和未断裂的随机试样进行了检验，并分析了断裂原因。
2实验方法和结果2.1受试者。
试验对象为2个此类螺栓，包括断裂的铰制螺栓和1个相应的相同类型的未断裂螺栓。
2.2外观检查。
目测第一螺纹段铰制螺栓断口齐平，无塑性变形，断口垂直于轴线，为一次性脆性断裂。
断口附近有明显的腐蚀痕迹。
2.3化学成分分析。
对两个螺栓样品的化学成分进行了测试和分析。
结果表明，两个螺栓的化学成分均符合标准。
2.4氢含量检测。
对断裂铰孔螺栓和未断裂铰孔螺栓的光杆边缘、r/2和芯部进行了氢含量检测。
断裂和未断裂螺栓的光杆边缘和芯部的检测结果基本相同，r/2处的检测结果差异较大，分别为2.0×10-6和0.6×10-62.5断裂分析。
螺栓扭断断口形状
螺栓扭断断口形状螺栓扭断断口形状是我们在紧固件使用过程中常见的问题之一，特别是在高负荷、高温、高湿等恶劣环境下更为明显。
为了更好地了解螺栓扭断断口形状的原因及其解决方法，我们需要从以下几个方面逐一进行分析。
首先，螺栓的扭断断口形状一般可以分为以下几种：斜裂断、环裂断、螺纹断裂、削断和断口很突出。
其中，斜裂断是最常见的一种情况，一般在螺栓直径处出现，与螺栓轴线呈一定角度，断口向外呈锥形。
环裂断在螺纹处出现，贯穿全截面，断口较光滑，而螺纹断裂则是指螺纹上的纹层在剪切作用下沿逆螺旋方向摩擦而拉伸断裂。
而削断一般出现在螺纹处，断口为平行于轴线的光滑面。
断口很突出则是指螺栓在扭断时负载瞬间剧烈变化，导致螺栓断裂而产生的形状。
这些不同的断口形状都反映了螺栓扭断的情况，我们需要根据不同情况采取不同的解决方法。
其次，螺栓扭断断口形状的出现原因一般有以下几点：一是螺栓接受过大的载荷，导致断裂；二是螺栓接受的载荷作用方向与螺栓轴线方向不一致，导致螺栓断裂；三是螺栓材质不佳或者制造工艺不合理，导致螺栓强度不足，容易断裂。
因此，在使用螺栓时，我们需要选择适当材质和规格的螺栓，并注意安装位置、紧固力矩等因素的合理设置，以及注意环境温度、湿度等因素对螺栓的影响，从而尽可能避免螺栓扭断断口形状的出现。
最后，一旦出现螺栓扭断断口形状的情况，我们需要采取相应的解决方法，包括更换合适材质、规格的螺栓，调整紧固力矩等。
对于断口很突出的情况，除了及时更换螺栓之外，还需要重新设计或加强螺栓连接处的设计，以避免其再次发生。
此外，对于环裂断、螺纹断裂等情况，我们也可以采用局部加厚、加强结构等方式来加强螺栓的承载能力。
总之，了解螺栓扭断断口形状的原因和解决方法对我们在工程设计、生产制造和维修保养等方面都具有重要意义。
在使用螺栓时，我们应该注意螺栓质量、适用环境、安装方式等因素，并根据螺栓扭断断口形状的不同情况采取相应的解决方法，以确保螺栓连接处的安全可靠。
螺栓高温断裂原因
螺栓高温断裂原因
螺栓是一种常见的紧固件，广泛应用于各种机械设备中。
然而，在高温环境下，螺栓容易发生断裂，给设备的安全运行带来严重的隐患。
那么，螺栓高温断裂的原因是什么呢？
高温环境下螺栓的材料性能会发生变化。
螺栓通常采用的材料有碳钢、合金钢等，这些材料在高温下会发生晶粒长大、硬度下降等变化，导致螺栓的强度和韧性下降，容易发生断裂。
高温环境下螺栓的热膨胀系数较大。
当螺栓受到热膨胀的影响时，容易导致螺栓的应力集中，从而引起断裂。
此外，高温环境下螺栓的热膨胀系数与连接件的材料不匹配也会导致螺栓的断裂。
高温环境下螺栓的表面容易氧化。
当螺栓表面氧化时，会形成氧化层，使螺栓的表面硬度下降，容易发生疲劳断裂。
此外，氧化层还会使螺栓的表面粗糙度增加，从而增加螺栓的摩擦阻力，导致螺栓的紧固力下降。
高温环境下螺栓的使用条件也会影响其断裂。
例如，螺栓的预紧力不足、使用寿命过长、受到冲击或振动等都会导致螺栓的断裂。
螺栓高温断裂的原因是多方面的，包括材料性能变化、热膨胀系数不匹配、表面氧化、使用条件等。
为了避免螺栓的高温断裂，需要选择合适的材料、匹配合适的连接件、控制使用条件等。
同时，定期检查螺栓的状态，及时更换老化或损坏的螺栓，也是保障设备安
全运行的重要措施。
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中国科技论文在线25Cr2MoV钢高温螺栓断裂分析刘建华（中国矿业大学材料科学与工程学院，江苏徐州 221116）摘要：通过力学性能试验、金相分析及 SEM断口分析对火电厂机组气缸 25Cr2MoV钢高温紧固螺栓发生断裂进行了研究。
结果表明：该螺栓长期在高温条件下服役，其晶界会有黑色网状碳化物析出、晶界粗化，同时组织老化，承受载荷能力下降。
在停开机提速过快时，螺栓不能承受施加的偏心冲击载荷，导致其发生脆性失效。
关键词：25Cr2MoV；脆性断裂；断口分析；晶界弱化中图分类号：TG142.1The Fracture Analysis of High-temperature Blots Made of25Cr2MoV SteelLIU Jianhua(School of Material Science and Engineering,China University of Mining and Technology,JiangSu XuZhou 221116)Abstract: The fracture of high-temperature fastening blots made of 25Cr2MoV steel used onthermal power unit cylinder has been studied.Analyses on fracture with mechanical properties,metallographic examination and SEM have been carried out. The results showed that the blackmesh grain boundary carbide precipitation with 25Cr2MoV steel under long-term elevatedtemperature service, and the grain boundary coarsening.These factors contribute to grain boundaryand grain boundary weakening performance, organization of aging itself ,load bearing capacity ofthe matrix decreased. Stop the excessive speed at the start, the bolts can not withstand the impactloads imposed by the eccentric, leading to brittle failure.Keywords:25Cr2MoV; brittle fracture; fractography analysis; grain boundary weakening0引言火力发电厂锅炉、汽轮机的气缸结合面和蒸汽管道等部件广泛采用 25Cr2MoV钢高温螺栓进行紧固连接 [1]。
实践表明，该螺栓长期在高温下运行，常出现脆化现象，其硬度明显升高，室温冲击韧性下降，发生断裂，直接影响火电厂的生产安全 [2,3]。
为此原水电部曾颁布标准规定， 25Cr2MoV螺栓硬度超过 HB240～270 ，室温冲击韧性小于 588kJ / m2，就不能再使用，可以进行重新热处理 (称恢复热处理 )使螺栓韧性得到恢复 [4]。
该螺栓要具有良好的耐热性和抗松弛能力，低的热脆性，且在常温下有高的强度和冲击室温韧性 [5,6]。
1试验材料和方法1.1试验材料本文试验材料由某发电厂提供的已发生断裂的 25Cr2MoV钢机组汽缸紧固螺栓，其规格为 M100×4×1085，工作温度 540℃左右，压力 13MPa。
经材质分析，该螺栓材料的化学成分和标准技术要求如表 1所示。
1.2试验方法从断裂的高温螺栓断裂面靠近杆体侧沿纵向取样，拉伸试验按照国家标准 GB228-2002执行，在 CSS-44300电子拉力试验机上进行，采用Φ10×50mm标准拉力试样，试样数量为作者简介：刘建华，（ 1987-），男，硕士研究生，金属材料的失效分析 . E-mail: liujh2005.12@- 1 -中国科技论文在线3个。
冲击性能测试按照《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》(GB/ T229 —2007) (以下简称《冲击试验》)的规定[7]，在JNB-300B试验机上进行，同拉伸试验取相同部位的的材料，采用10×10×50mm标准U型和V型缺口冲击试样，试样数量各为3个。
.采用奥林巴斯光学45 显微镜进行组织分析，S23000N扫描电镜进行断口分析。
表1 25Cr2Mo1V钢高温螺栓的化学成分(wt.%)元素C Cr Mo Mn Si VP S实测值0.26 2.21 1.02 0.69 0.32 0.48 0.023 0.017标准值0.22~0.30 2.10~2.50 0.90~1.10 0.55~0.80 0.17~0.37 0.30~0.50 <0.035 <0.030 2试验结果及分析50 2.1断口宏观分析螺栓断裂发生在螺栓与紧固螺帽连接的最外一环螺纹扣部位。
断裂螺栓断口齐平，与螺栓轴向垂直，裂纹沿螺纹扣形成并扩展，如图1所示。
图1 断裂螺栓断口55图1所示a区域为断裂起始区，在此区域范围，裂纹较为细密，裂纹源更加密集，断面较为平坦，其上可以观察到裂纹扩展形成的放射状花样；在图示b区域，为裂纹快速扩展、多个裂纹面汇合形成的台阶以及快速断裂形成的二次裂纹。
该螺栓断裂性质为典型的脆性断裂，断裂面垂直于轴向，裂纹沿螺纹根部形成。
由于存60 在一定的偏载，裂纹首先在螺栓的一侧起裂，然后迅速扩展，形成静载过载脆性断裂。
2.2断口微观分析在断口边缘部位取样，在扫描电子显微镜上对断口进行微观分析。
断口处的SEM型态见图2所示。
图2断口SEM照片图2表明断裂的微观机制为解理断裂，并伴随大量的沿晶裂纹和二次裂纹，属于典型的脆性断裂。
- 2 -中国科技论文在线2.3拉伸试样断口分析拉伸试验后的试样上有明显径缩，伸长率也较高，但断裂面上没有通常韧性材料拉伸时形成的三个区，即裂纹形成区（纤维区）、放射区和瞬断区，而只有粗大的放射区且有较深的纵向开裂裂纹，如图3。
图3拉伸试样断口形态在SEM上对拉伸试样断口进行微观分析，与断裂螺栓的微观型态进行比较分析。
拉伸试样断口微观形态和特征如图4所示。
图4拉伸试样断口SEM图像拉伸试样的微观断裂机制为微孔聚集和准解理断裂，与实际断裂螺栓的断裂机制不同。
2.4冲击试样断口分析在SEM上对冲击试样断口进行微观分析，如图5所示85图5 冲击试验断口SEM形貌从图4可见冲击试验试样微观断裂机制为沿晶和解理断裂，其特征与实际断裂螺栓断裂机制相同。
综上说明该螺栓是在冲击载荷下断裂的。
对比分析图2和图4，可以明显看出，两者断裂微观型态完全相同，均为典型的解理断裂特征，只是冲击试样冲击速度快，解理面90 大。
2.5金相分析利用奥林巴斯金相显微镜及显微微氏硬度计对汽缸螺栓试样进行显微组织、显微硬度试验分析。
- 3 -中国科技论文在线2.5.1显微组织螺栓的金相组织形态如图6所示。
经分析，螺栓微观组织为回火贝氏体+索氏体，但组织不均匀，存在较严重微观成分偏析，金相中可明显的观察到网状分布的黑色区域。
图6高温紧固螺栓金相组织100 2.5.2显微硬度对断裂的高温螺栓进行显微硬度试验，试验面平行于纵向，试样采用4%的硝酸酒精腐蚀，试验载荷为200g，加载时间为20s，试验结果列入表2。
表2 高温紧固螺栓显微硬度试验结果1 2 3 平均HV 黑色区域 420 390 372 394白色区域 333 341 294 323105从表2中数据可以看出：显微组织中出现黑色网状析出物，对基体和黑色网状析出物分别进行显微微氏硬度测试，从结果上看，黑色析出物的显微微氏硬度平均值为394HV，高出基体的323HV，高出71HV。
说明两者的硬度差异很大。
110 3分析讨论3.1螺栓断裂过程螺栓属于脆性断裂，宏观无塑性变形，微观断裂机制为解理断裂。
断裂发生在螺纹根部，在极短时间内完成。
虽然断裂属于多源起裂，沿螺纹根部一周都是起裂区，但可以观察到整个断面上的起裂有稍许的先后不同。
因此可以确定螺栓受到较大的冲击载荷，且具有一定的115 偏心（不完全平行于轴向）或受到横向冲击作用。
在偏心冲击载荷作用下，螺栓沿螺纹根部起裂并快速断裂。
导致螺栓较大冲击载荷的原因，可能是停机开机时提速太快，螺栓由无载荷状态突然提升到较大载荷，受到冲击；同时，停机卸载后螺栓处于松弛状态，与螺母的配合不够紧密，突然加载，螺栓与螺母的配合在整个圆周上并不完全一致，所以造成偏载。
也不排出停机检120 修时的人为因素，即在拆卸、安装过程中受到横向的人力敲击。
尽管实验数据表明螺栓材质各项指标尚处于标准通则规定范围之内，但经过长时间运行，各项指标已经处于规则规定的下限，螺栓已不能完全承担开停机时的冲击。
所以说的受到的较大冲击是相对的。
- 4 -中国科技论文在线3.2微观组织问题125 25Cr2MoV钢对热处理敏感，不同的热处理制度可以得到不同的组织，因而热强性也不同。
研究表明，均匀的回火贝氏体组织具有最高的热强性和稳定性，而不均匀组织可以明显降低其热强性。
从金相组织分析可以看出，断裂螺栓金相组织不均匀，存在较严重的成分偏析。
这对螺栓的高温性能尤其塑韧性是不利的。
其形成的原因可能是热处理奥氏体化不充分，成分均匀130 度不够，也可能是锻造时终锻温度偏低。
组织回火不充分，这也会使得钢的热稳定性降低。
同时，在长期高温服役时，会出现晶界析出黑色网状碳化物、晶界粗化，基体承受载荷能力下降。
这样在载荷的长期作用下，螺栓基体首先在比较薄弱的晶界上产生裂纹，然后裂纹会很快沿弱化的晶界扩展，导致沿晶断裂。
在突然较大的冲击载荷下，发生完全脆性断裂，这与实际断裂情况相符合。
135 4结论4.1 螺栓的断裂属于典型的脆性断裂。
基体组织存在严重的成分偏析，基体由于合金元素的偏聚、晶界黑色网状碳化物的析出及粗化，导致晶界及其附近组织性能弱化，承受载荷能力下降。
4.2 螺栓断裂时受到较大的冲击力作用，且有一定的横向载荷或偏心载荷作用。
140[参考文献] (References)[1] 常铁军，尹树桐，姜树立. 25Cr2MoV钢锅炉螺栓紧固件的热处理工艺[J].金属热处理，2002，8：46-49.[2] 孙智，王温银. 25Cr2MoV钢在高温螺栓恢复热处理工艺研究[J].热加工工艺，1998，27（4）：24-25.[3] A.K.Ray,Y.N.Tiwari,R.K.Sinha,Chaudhurietal.Residuallife prediction of service exposed main steam pipe of145 boilers in a thermal power plant.Engineering Failure Analysis.2000.359-376.[4] 吴非文. 火力发电厂高温金属运行[M].北京：水电出版社，1984.[5] 任耀剑，张绪平，孙智. 25Cr2Mo1V钢在高温服役中的组织和性能研究[J].徐州建筑职业技术学院学报，2009，06：41-43.[6] 彭竹琴，杨书申. 25Cr2Mo1V钢螺栓在长期高温高压下脆化机理的研究[J].郑州纺织工学院学报，1998，150 12：63-67.[7] 中国国家标准化管理委员会. GB/ T229 —2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法[S].北京：中国标准出版社，2007.- 5 -。