汽轮机Nimonic 80A材质螺栓频繁断裂分析及“负蠕变”行为研究

作者：彭以超; 严鸿平; 张方明; 唐建华; 黄一君; 楼玉民

来源：汽轮机技术, 2022, 64(06): 473-477.

• Nimonic 80A
• 螺栓
• 断裂
• 高温合金
• 负蠕变
• 有序化转变

以失效断裂的Nimonic 80A材质螺栓为研究对象，进行了细致地案例分析、力学性能试验、三维有限元分析以及理论机理研究等，来综合分析造成Nimonic 80A材质螺栓失效断裂的原因。主要结论如下：Nimonic 80A作为紧固件材质使用时，服役温度对于螺栓内应力存在不寻常的影响。525℃以下偏低温服役导致的负蠕变是造成Nimonic 80A材质螺栓断裂的关键原因，而525℃以上高温服役时运行正常。Nimonic 80A螺栓长期低于525℃服役时会引起螺栓内部大范围Ni2Cr有序化转变，产生负蠕变，引起螺栓应力上升，从而在螺纹应力集中最大的局部区域产生过载开裂。针对负蠕变问题对螺栓进行工程改造，525℃以上螺栓维持不变，525℃以下螺栓进行材料替换；改造工程项目最长已经3年以上，至今服役良好。