高温螺栓断裂分析

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn25Cr2MoV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：TG142.1TheFract

2、ureAnalysisofHigh-temperatureBlotsMadeof25Cr2MoVSteelLIUJianhua(SchoolofMaterialScienceandEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,JiangSuXuZhou221116)Abstract:Thefractureofhigh-temperaturefasteningblotsmadeof25Cr2MoVsteelusedonthermalpowerunitcylinderhasbeenstudied.

3、Analysesonfracturewithmechanicalproperties,metallographicexaminationandSEMhavebeencarriedout.Theresultsshowedthattheblackmeshgrainboundarycarbideprecipitationwith25Cr2MoVsteelunderlong-termelevatedtemperatureservice,andthegrainboundarycoarsening.Thesefactorscontributetograin

4、boundaryandgrainboundaryweakeningperformance,organizationofagingitself,loadbearingcapacityofthematrixdecreased.Stoptheexcessivespeedatthestart,theboltscannotwithstandtheimpactloadsimposedbytheeccentric,leadingtobrittlefailure.Keywords:25Cr2MoV;brittlefracture;fractographyana

5、lysis;grainboundaryweakening0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

6、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:liujh200

7、5.12@163.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn3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125Cr2Mo1V钢高温螺栓的化学成分(wt.%)元素CCrMoMnSiVPS实测值0.262.211.020.690.32

8、0.480.0230.017标准值0.22~0.302.10~2.500.90~1.100.55~0.800.17~0.370.30~0.50<0.0