Page 19 - 理化检验-物理分册2018年第十一期

孙 雄, 等: 汽轮机IN７８３ 合金螺栓的断裂行为

３１８HBW .采用 １４００ ℃ 真空热处理炉, 固溶处理
工艺为( １１２１±１０ ) ℃ 保温 １h 后空冷, 时效处理
β
－１
工艺为( ８４３±８ ) ℃ 保温 ８h 后炉冷( ５５ ℃ h ), γ′
时效 处 理 工 艺 为 ( ７１８±８ ) ℃ 保 温 ８h 后 炉 冷
( ５５ ℃ h ) 至( ６２１±８ ) ℃ 保温 ８h 后空冷.按照
－１
GB / T２３１．１－２００９ « 金属材料 布氏硬度试验 第 １
部分: 试 验 方 法» 进 行 布 氏 硬 度 试 验, 试 验 仪 器 为
３２０HBSＧ３０００ 型数显布氏硬度计.
高温持久强度试验按照 GB / T２０３９－２０１２ « 金 图 ７ 不同温度下的持久塑性
属材料单轴拉伸蠕变试验方法» 要求进行制样并试 Fi g 敭７ Ru p tureductilit y atdifferenttem p eratures
验, 试验仪器为 RD２Ｇ３ 和 RCLＧ３ 型高温蠕变和持久 晶内分布的一次 β 相 ＋ 晶界分布的细小二次 β 相;
强度试验机.试验温度为 ７５０ , ６５０ , ６００ ℃ , 调整初 ６５０ ℃ 下持久试样表面出现氧化皮及氧化裂纹( 如
始应力, 得到不同断裂时间的持久断裂试样, 最长断 图 ９ 所示), 且随时间延长, 氧化皮更连续且更厚、 氧
裂时间控制在 ４０００h 以内. 化开裂更多[ 如图 ９b ) 所示]; ６００ ℃ 下持久试样因
断裂时间短, 表面未出现氧化皮或氧化裂纹.
３ 试验结果与分析

３．１ 持久性能
图 ６ 为不同试验温度下的两组持久强度试验数
据, 可见温度对持久强度影响很大, 试样在６５０℃ 时
仍具有相当高的持久强度, 但在 ７５０ ℃ 时持久强度
急剧下降. 另 外 从 持 久 强 度 曲 线 的 斜 率 可 看 出,
６５０ ℃ 时的时效强化效果显著.图 ７ 为不同温度、
相近断 裂 时 间 下 试 样 的 持 久 塑 性, 可 见 ６５０ ℃ 及
图 ８ B２ ( ６５０ ℃ / ３４５h ) 试样沿晶断口微观形貌
６００ ℃ 下的持久塑性很低( ４４h 以后塑性上升), 其
Fi g 敭８ Micromor p holo gy ofinter g ranularfractureof
断面收缩率亦很低, 断面收缩率反映材料局部颈缩 sam p leB２ ６５０ ℃ ３４５h
变形的能力 [ ７ ] , 反映在宏观上即为脆性断裂, 因此该
材料在 ６５０ ℃ 及 ６００ ℃ 下运行时脆性很大, 该温度

为其脆性敏感温度.

图 ６ 温度对持久强度的影响
Fi g 敭６ Effectofthetem p eratureonthecree p ru p turestren g h
３．２ 金相检验及断口形貌分析
断口金相检验发现, ７５０ ℃ 下持久试样断裂形
式为穿晶, 且随断裂时间的延长, 内部孔洞 逐渐增
多; ６５０ ℃ 及 ６００ ℃ 下持久试样断裂形式为沿晶( 如 图 ９ 持久试样表面氧化微观形貌
Fi g 敭９ Micromor p holo gy ofsurfaceoxidationofru p turesam p les
图 ８ 所示), 无内部孔洞, 显微组织为奥氏体 ＋ 晶界 /
７ ８ ７