金属热处理

作者：孙胜伟, 杜晋峰, 杨海松, 宋宏峰, 乔湛, 李林平

单位：1.国电电力大同发电有限责任公司, 山西 大同 037043; ；2.国家能源集团新能源技术研究院有限公司, 北京 102209; ；3.三河发电有限责任公司, 河北 三河 065201; ；4.钢研纳克检测技术股份有限公司, 北京 100081

关键词：高温合金,螺栓,沿晶脆性断裂,混晶,Ni₅Al₃相,β相,预紧力

基金：国家能源集团科技创新项目(GJNY-21-176)

GH783高温合金螺栓应用于燃煤发电机组以来早期失效断裂问题频繁。为了明确GH783合金螺栓失效性质和原因,采用扫描电镜、金相显微镜和透射电镜分别对断口形貌、显微组织及析出相进行了分析,对断口附近取样进行了拉伸、硬度和冲击性能测试。结果表明: GH783合金螺栓早期失效是典型沿晶脆性断裂,螺栓毛坯热加工工艺不当产生的混晶是导致其发生早期失效的重要因素;螺栓组织发生显著退化,晶界粗化和粗大针状Ni5Al3相的析出弱化了β相对材料综合性能的积极作用;β相是裂纹萌生的主要源头,在多因素耦合的外加载荷作用下β相逐渐破碎、脱落形成空洞,多空洞相连形成裂纹,多裂纹沿晶界不断扩展,导致螺栓发生早期失效。建议GH783合金螺栓安装前实施螺栓显微组织检查及评价,重点关注晶粒度大小、β相分布及形态;满足设备密封要求前提下,优化调整螺栓安装预紧力。

来源：2025年第6期

《金属热处理》期刊编辑部

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