超临界电站锅炉磨煤机加载架高强螺栓断裂分析

某超临界电站锅炉磨煤机在运行过程中,发生了磨煤机磨辊与加载架高强连接螺栓的断裂失效。利用形貌分析、化学成分分析、力学性能检测、显微组织检测及断口分析等试验方法对断裂的高强螺栓进行了试验分析。结果表明,高强螺栓在加工过程中的热加工和热处理工艺不恰当,致使螺栓组织中存在粗大网状铁素体和魏氏组织,使得螺栓的强度不合格;同时,螺栓表面存在严重的全脱碳层,使得螺栓的疲劳性能不足。在磨辊运行过程中产生的循环冲击载荷作用下,在螺杆与六角头过渡的变截面部位形成较大的应力集中,当应力超过螺栓表层全脱碳层的疲劳极限而形成裂纹,并在循环载荷作用下以疲劳的方式扩展,直至整体断裂。     

柴油机轴承盖螺栓断裂分析

柴油机发生多起轴承盖螺栓六角头与杆部过渡处断裂的故障,行驶里程为30000～70000 km.对故障件进行了断口分析、化学成分分析、力学性能检测、金相组织及硬度检验.结果表明,轴承盖螺栓属氢脆断裂.对库存件进行了氢含量检测,发现氢含量过高.提出了改进建议,取得了良好的效果.     

GH4145合金螺栓的超声波检测

某电厂四台300MW汽轮机的高压内缸、中压内缸、高压静叶持环、中压静叶持环紧固螺栓使用了GH4145合金。经过一个大修周期4a（年）后，四台机组共发现40多个GH4145合金螺栓断裂。螺栓的断裂位置包括螺纹与螺杆圆弧过渡处（图1中1处）、定位凸台（图1中2处）及定位凸台与螺杆的圆弧过渡处（图1中3处）。同时经宏观检查，有14个螺栓表面发现裂纹，裂纹出现的位置与螺栓断裂的位置基本一致，有个别螺栓裂纹出现在离螺纹与螺杆圆弧过渡处100mm范围内的螺杆上。裂纹都是横向的，与螺栓轴线垂直，裂纹均源自螺栓外表面，向内部和两侧扩展。     

基于超声波粗晶检测技术的汽轮机汽门螺栓断裂分析

为了找出汽门螺栓断裂原因,采用超声波粗晶分析、化学成分检测、力学性能检测、显微组织分析及SEM断口微区分析等技术对600MW汽轮机断裂螺栓进行综合性检测试验分析。结果表明,使用超声波技术可以有效地检测出材质为20Cr1Mo1VTiB的高温螺栓是否存在粗晶。螺栓断裂是由于部分螺栓遗传了热加工过程中的粗大晶粒组织,严重降低了材料的塑性和冲击韧性,致使其在汽门频繁动作时的冲击载荷作用下沿应力最为集中的丝扣处发生断裂。     

氢压机连杆螺栓失效分析

通过对失效的连杆螺栓进行宏观分析及微观分析,系统分析了螺栓断裂的原因.结果表明,螺栓断裂属于疲劳断裂,其中螺栓的材料性能不足为主要原因.由于材料本身对应力集中的敏感性较高,在螺栓变径处表面形成疲劳裂纹源,另外材料本身强度以及内部存在的孔洞、晶粒取向,加速了疲劳裂纹的生成扩展,在经过交变应力作用下,最终造成螺栓疲劳断裂.     

动车转向架六角头螺栓断裂失效分析

通过宏观形貌分析、扫描电镜及能谱分析、金相组织检测、力学性能检测、化学成分检测对六角头螺栓断裂原因进行分析。结果表明， 失效螺栓的化学成分、表心硬度、显微组织、晶粒度等指标均无异常。断口宏观形貌显示，约1/2断面区域呈黑色。经能谱扫描表明，黑色区域氧化严重，该区域可能经历过高温氧化。断口微观可见明显的沿晶断裂形貌，晶粒粗大。结合螺栓制造工艺，推断红打工序加热炉存在“跑温”情况导致样品发生过烧。因此，判断螺栓失效模式为过烧引起的过载断裂。     

42CrMo合金钢螺栓的断裂失效分析

通过宏观和微观断口形貌观察、化学成分分析、力学性能检测、金相观察、渗氮层检查等方法对42CrMo合金钢的螺栓断裂原因进行分析。结果表明:螺栓断裂属于大应力集中高应力双向弯曲疲劳断裂,裂纹起源于螺栓退刀槽靠近螺杆端圆角处;由于表面渗氮硬度高,韧性和抗疲劳性能下降,承载大冲击载荷能力减弱,引起螺栓断裂失效。改进工艺后,螺栓圆角处不做渗氮强化,螺栓没有发生断裂失效。     

燃料气撬调压阀用12.9级螺栓断裂失效分析

某燃料气撬调压阀用12.9级高强度内六角圆柱螺栓发生断裂,采用宏观检验、化学成分分析、硬度检测分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等手段对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：该螺栓断口属于典型冰糖状沿晶脆性断口,断面上有典型的鸡爪纹。其断裂原因是由于其本身存在结构应力、原始裂纹缺陷,根部存在较大的紧固力,3种应力叠加,使得电镀锌或酸洗过程渗入材料的氢在其结构薄弱处富集,造成晶界弱化,从而发生应力导向氢致开裂。     

42CrMo钢六角头螺栓热镀锌裂纹分析

42CrMo钢六角头螺栓在热镀锌工艺完成后的磁粉探伤时发现部分螺栓的圆角处存在裂纹。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对螺栓进行了断口、显微组织和成分分析。结果表明,开裂螺栓经破断后的断口符合氢脆断口特征,断口附近氢元素的质量分数偏高,达4×10^-6。裂纹形貌特征和氢脆裂纹特征吻合,裂纹两侧组织为正常的调质组织且裂纹内还发现有锌液残余,可以排除裂纹是由于组织异常或在淬火时产生的。因此,可以推断42CrMo钢六角头螺栓开裂类型为氢致开裂,氢致开裂发生在热镀锌过程中。     

核电厂溢流阀螺栓断裂的原因

某核电厂溢流阀螺栓发生断裂。通过分析和观察断裂螺栓的化学成分、硬度、显微组织及宏微观形貌,探讨了螺栓断裂的原因,并提出了相应的建议。结果表明:失效螺栓的化学成分及组织正常,螺栓等级为12.9级,硬度接近标准上限;螺栓的断口具有沿晶特征形貌,断裂性质是氢致应力腐蚀开裂,为环境促进开裂机制作用的结果。     

40Cr浮头螺栓断裂原因分析

浮头式换热器40Cr紧固螺栓使用时间不到2 a即发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析,确定螺栓的断裂原因。结果表明:由于调质处理不当,螺栓显微组织为保持马氏体位向的回火索氏体,铁素体沿原奥氏体晶界网状析出,硬度值偏高,导致材料抵抗硫化物应力腐蚀能力不足。长期在湿硫化氢环境中服役,在拉应力作用下,发生湿硫化氢应力腐蚀和氢致开裂,导致螺栓断裂。     

螺柱断裂分析及机制探讨

通过断口宏微观形貌观察、能谱分析、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、带状组织评级等手段,对螺柱断裂原因进行分析。结果表明:螺柱的断裂性质为氢脆断裂;起裂部位为螺柱中心位置,此处硬度远高于其他部位;能谱分析和金相组织检查发现裂纹起始处存在严重的碳偏析和合金元素偏析,这是造成螺柱在心部发生氢脆断裂的根本原因。     

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对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。     

换热器浮头盖SA453螺柱断裂失效分析

某批换热器在浮头盖装配时高强螺柱前后出现两次断裂现象,通过现场调查、化学成分、力学性能、宏观断口、金相观察、结构应力计算及螺柱制造工艺调查等方法,对其断裂原因进行综合分析。结果表明：螺柱和螺母咬合在一起的应力集中是致使最大剪应力超过材料的抗剪强度、导致螺柱扭断的主要原因,最大等效应力明显大于抗拉强度,致使断裂处材料因其高强度而表现出脆性断裂;热处理工艺执行不到位是造成螺柱断裂的次要原因,是螺柱批量生产中堆积装炉热处理的不规范操作所致;螺柱经真空回火热处理后提高了力学性能和硬度,规范紧固件装配操作过程后,满足了使用要求。     

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 高强度螺栓材料为20MnTiB钢,服役时间约24 h发生断裂。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪、能谱分析仪和显微硬度机等手段,对断裂螺栓进行了宏观、化学成分、氢含量、硬度、金相、能谱和开裂面电子显微形貌分析后,得出该螺栓断裂的主要原因是在使用前已经存在裂纹,造成应力集中,在拉应力的作用下,材料中的氢原子向裂纹尖端移动、富集,使局部氢浓度升高,螺栓发生了氢致延迟脆性断裂。     

螺栓断裂原因分析

某螺栓材料牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH),螺栓经淬回火热处理工艺表面涂镀锌处理,在设备上安装并施加紧固应力,次年装船投入海洋环境使用,两年半后检查发现螺栓断裂.对断裂螺栓材料的力学性能、显微组织和硬度、断口形貌及化学成分进行了分析和检验.结果表明:螺栓表面涂层氢含量偏高,以及材料强度高、氢脆敏感性大是...     

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩断裂分析

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩在安装一段时间后发生了断裂。为确定螺桩断裂的原因,对断裂螺桩断口宏微观形貌、断裂螺桩及对比件的氢含量、材料的性能以及表面损伤等因素进行了检查,并对电镀工艺进行了评定。结果表明,裂纹主要起源于第一螺纹根部的机械损伤部位,源区以沿晶断裂特征为主,断裂件含氢量较高。综合分析认为。螺桩断裂性质为氢致延迟断裂,表面机械损伤对氢吸收和扩散的促进作用和40CrNi2Si2MoVA钢材料高强度所致的高氢脆敏感性是导致断裂的主要原因。     

主桨毂中央件限动锁连接螺栓提前断裂原因分析

主桨毂中央件疲劳试验限动锁连接螺栓出现提前断裂故障,通过断口宏观形貌、微观组织、断口特征、硬度等分析方法,得出故障件的断裂性质为单向弯曲疲劳断裂,产生原因与螺栓拧紧力矩降低、螺栓头部倒角过渡区域加工质量有关。通过增大限动锁连接螺栓拧紧力矩、螺纹及螺栓头部R区进行倒圆弧滚压强化等改进措施,主桨毂中央件限动锁连接螺栓在疲劳试验全过程中未再发生提前断裂。