【正文】 汽包的失效 應力氧化腐蝕裂紋 A、 特征 在汽包水汽波動區(qū)的應力集中部位產(chǎn)生裂紋 ， 如人孔門焊 縫；斷口不具備疲勞特征；裂紋縫隙處充滿堅硬的氧化物 ， 楔形的氧化物附加應力對裂紋擴展起很大作用；在裂紋 邊緣有脫碳 、 晶粒細化 、 晶界孔洞等特征；裂紋尖端和周 圍有沿晶的氧化裂紋；裂紋發(fā)源于焊接缺陷和腐蝕坑處 。 解理 解理斷裂是金屬材料在正應力作用下，由于原子間結合鍵的破壞而造成的穿晶斷裂。判斷部件是塑性斷裂還是脆性斷裂。它一般發(fā)生于靜力過載或大能量沖擊的惡劣工況情況下。 沖蝕磨損 A、 固體粒子沖蝕 B、 汽蝕 腐蝕磨損 六、脆性斷裂失效 產(chǎn)生條件 材料的脆性是指材料的其他力學性能變化不大 ， 而韌性急劇下降的現(xiàn)象 。主要表現(xiàn)形式是鍋爐管子發(fā)生爆破。 這類蠕變斷裂對缺口應力集中不敏感 。垢下腐蝕實際上是高壓水下的電化學腐蝕。 點蝕隱蔽性很強。 腐蝕只在局部區(qū)域 ， 破裂時金屬腐蝕量極小 。 部件表面凝結的水膜與中的與 SOSO3和 CO2結合形成酸性溶液 ， 導致鍋爐尾部受熱面嚴重的低溫腐蝕 。斷口較為粗糙，斷口周圍往往有殘余宏觀變形。在這種交變應力的作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象叫疲勞斷裂。 ? 現(xiàn)場金相檢驗需要采用便攜式儀器，包括手提式微型電動拋光器、電解拋光（浸蝕）裝置及小的磨光砂輪、可在部件上安放的便攜式顯微鏡等。缺點是只能分析原子序數(shù)大于鈦的元素，因此碳、硅、硫、磷等元素均無法識別。只能就某一元素與標準試樣比對含量高低，且準確性不高； ? ⑤ 對儀器調節(jié)操作有一定要求，必須由熟練人員操作。 ? 鋼鐵材料元素分析的常用方法有 原子發(fā)射光譜分析法和化學分析 法兩種。 ? （ 3）工作環(huán)境溫度：－ 10℃ ~＋ 45℃ 。 ? ④ 小試件測試時的支承。在用檢驗時，應選擇適當部位進行硬度測定。 加工殘余應力與焊接殘應力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應力與焊接殘余應力值越大，硬度越高。它采用正棱角錐體金剛石壓頭，在一定試驗力下在試件表面壓出正方形壓痕，測量壓痕兩對角線平均長度來確定硬度值。 ? 布氏硬度試驗機型式有臺式和便攜式兩種。按照試驗時所用方法的不同，可將硬度測定方法分為： 壓入法：試驗金屬對塑性變形的抵抗能力； 劃痕法：試驗金屬對于阻礙斷裂的抵抗能力； 彈性回跳法：試驗金屬對彈性變形的抵抗能力。 很多的金屬或合金，在拉伸曲線上無明顯的屈服平臺。 圖中負荷與伸長量之間能保持直線關系的最大負荷稱為比例極限負荷 Pp ；金屬能保持虎克定律的最大負荷稱為彈性極限負荷 Pe （比例極限負荷和彈性極限負荷在位置上非常接近）； Ps稱為屈服負荷，金屬在這個負荷下開始屈服（即不增加負荷，變形也能自動增加）； PB稱為最大負荷 。 三、金屬力學性能試驗基本知識 金屬材料的力學性能是金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來的特性，如彈性、強度、硬度、韌性、塑性等。在這些鋼中，歸根到底只有兩種相：固溶體和碳化物。在以后的運行中就會發(fā)生時效。 ⑴ 、珠光體球化會使鋼的室溫強度極限和屈服點降低。典型蠕變曲線見附圖，它描述在恒定溫度、恒定拉應力下金屬的變形隨時間的變化規(guī)律。 目的：組織均勻，硬度較低。另外，對這些鋼采用不完全退火，可使 二次滲碳體易于成為球狀，對降低鋼的硬度并為 淬火組織準備更為有利。如汽輪機氣缸 25鋼鑄件在鑄造后即采用完全 退火。 目的：完全消除內應力，回火后有足夠的強度和良好的韌性。 ② 、減小或完全消除鋼淬火后存在于鋼中的應力，降 低淬火鋼的脆性，得到工件所需要的最后的性能。 正火目的 ：① 、細化晶粒，改善鋼的力學性能，并可作為某些鋼 （如 20G鍋爐管）的最終熱處理。 索氏體：索氏體即是片層較細的珠光體，以 S表示。 ? 鐵的幾種基本固態(tài)相 α 鐵、 β 鐵、 γ 鐵、 δ 鐵。 時間無磁有磁δγβα純鐵的冷卻曲線 ? 金屬材料的塑性變形及再結晶 加工硬化：金屬在塑性變形后，金屬的強度和硬度會升高，塑性和 韌性會降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化（或冷作硬化）。 屈氏體（或托氏體）：屈氏體（或托氏體）即是片層極細的珠光 體，以 T表示。 ② 、改善組織，以改善切削加工性能，并為淬火做組 織準備。 常見的回火類型： ① 、低溫回火 回火溫度為 150～ 250 ℃ 。 適用范圍：廣泛用于電站主蒸汽管道焊口的焊后熱處理以及 結構鋼的最終熱處理。 ② 、不完全退火 不完全退火與完全退火不同，其加熱溫度較低，為 Ac1＋ （ 20~30 ℃ ），在此溫度加熱保溫后緩慢冷卻。 ③ 、擴散退火 擴散退火即是將鋼加熱到 很高的溫度，通常為 Ac3以上 200 ℃ 左右，保溫較長時間，然后緩慢冷卻。 適用范圍：合金鋼。 變形量 ε＝常數(shù)ζ ＝常數(shù)ε 3ε 2ε 1ε 0η 1 η 2η 3時間 η典型蠕變曲線 ? 金屬在高溫長期運行過程中組織的變化 無論奧氏體鋼或珠光體鋼，在高溫下長期運行，不但會發(fā)生蠕變、斷裂和應力松弛等形變過程，而且還會發(fā)生一些組織和性能的變化。 ⑵ 、珠光體球化會使鋼的蠕變極限和持久強度降低。 時效可分為三個階段。鋼中的合金元素不是存在于固溶體中，就是存在于碳化物中。不同的受力條件會使金屬材料表現(xiàn)出不同的特性，如靜力拉伸力作用下金屬材料的強度和塑性特性，動力負荷即沖擊負荷下金屬材料所表現(xiàn)出來的韌性特性指標等。 PZ稱為斷裂負荷。在 工程上規(guī)定，一般將使試樣產(chǎn)生 %永久變形的應力作為 屈服點，以 б 。 ? 動力試驗下的力學性能 ? 沖擊韌性 沖擊韌性表示金屬材料對沖擊負荷的抵抗能力，它是衡量材料韌性的指標。臺式試驗機精度高。 ? 維氏硬度適用的硬度范圍寬，試驗的壓痕非常小，可以測出很小一點區(qū)域的硬度值 ，甚至可以測出金相組織中不同相的硬度。正因為影響材料硬度的因素較多，工程上硬度檢測的應用也較多，鍋爐壓力容器檢驗中硬度檢測的應用概括如下： ? （ 1）對于一般的碳素鋼、低合金鋼，當材質不清或有疑問時，可通過測定硬度，并根據(jù)硬度與強度的關系，近似求出材料的強度值。 ? （ 8）在應力腐蝕環(huán)境中使用的壓力容器，在制造或在用檢驗中應進行硬度檢測，以判斷應力腐蝕傾向。重量大于 5kg的試件，不需要支承。 ? （ 4）校驗：測試前最好先使用標準塊對儀器進行校驗。此外，可用于微區(qū)和微量物質的元素分析方法還有掃描電鏡、電子探針、離子探針、能譜儀等。 （ 2）光電式光譜分析 ? 光電式光譜分析是建立在電腦技術和數(shù)字電子技術基礎上的先進分析方法。 3. 化學分析 化學分析能十分精確地分析出材料中元素含量。早期的金相除了直接觀察外，還可以采用間接觀察方法，即復膜金相來進行檢驗，通常采用醋酸纖維素膜（即 AC紙）制做復型，觀察的效果直接取決于復型的好壞，而復型效果在很大程度上又取決于檢驗點的制樣水平，這種觀察方法優(yōu)于直接觀察法的地方是觀察條件好、觀察時間、人員不受限制，可用透射電子顯微鏡觀察并且可以拍攝金相檢驗照片存檔。 ? 疲勞失效種類很多，分類方式極為復雜： ? 按載荷分，有拉伸疲勞、拉壓疲勞、彎曲疲勞、扭轉疲勞和各種混合受力的疲勞； ? 按載荷交變頻率分，有高周疲勞和低周疲勞；按應力大小分，有高應力疲勞和低應力疲勞； ? 在復雜環(huán)境條件下還有腐蝕疲勞、 高溫疲勞、熱疲勞 、微振疲勞、接觸疲勞等。斷口仍具有逐漸擴展區(qū)和瞬時破斷區(qū)的特征，逐漸擴展區(qū)的“海灘”標志部明顯或消失。 三、腐蝕失效 應力腐蝕 ? 應力腐蝕是材料在腐蝕環(huán)境中和靜態(tài)拉應力的同時作用下產(chǎn)生的破裂 。 ? D、 斷口呈脆性形貌 ， 裂紋走向為穿晶 、 沿晶