通过化学成分分析、断口形貌分析、显微组织观察和能谱分析、布氏硬度试验、室温拉伸试验、室温冲击试验研究了20Cr1Mo1VTiB高温螺栓的失效机理。结果表明:由于冶炼工艺和热处理工艺控制不当,导致材料基体中非金属夹杂物TiN含量超标,组织为微观粗晶和细晶组成的混晶组织,且螺栓在长期高温运行后,在晶界上聚集析出富硅、钼、钒元素的碳化物,材料发生脆化。这些因素共同作用导致材料塑韧性下降,在螺栓应力集中或应力最大部位萌生裂纹并沿晶界扩展,最终导致螺栓发生脆断。
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