刘 亮

(安徽省特种设备检测院，安徽 合肥 230051)

某加热器放气管规格为φ25 mm×3 mm，材质为20G。在使用过程中，出现开裂失效现象，如图1所示。对开裂管段进行金相检验、硬度和扫描电镜及能谱分析，进行失效分析，查找导致开裂失效的原因[1-2]。

1 理化检验

1.1 金相观察

从失效样品中裂纹开口处切取试样，经打磨抛光后，用4%硝酸酒精溶液腐蚀，制备金相样品，显微组织如图2所示。裂纹附近组织为：F+P，珠光体区

图1 加热器放气管开裂Fig.1 Cracking of steam outlet pipe of heater

域中的碳化物开始分散，珠光体形态明显，球1级，晶粒度6级。图2(b)中可见裂纹沿管内壁贯穿整个管体，且由内壁至外壁方向裂纹宽度收窄，裂纹末端较为尖锐，裂纹的内部氧化物清晰可见[3-5]。

(a)内壁附近200×；(b)外壁附近100×图2 试样金相组织(a)near the inner wall 200×；(b)near the outer wall 100×Fig.2 Microstructure of the sample

1.2 SEM及ESD分析

利用扫描电子显微镜，对管子内壁、未贯穿裂纹截面和主裂纹断裂面进行微区组织SEM及ESD分析。图3为管子内壁的扫描电镜形貌，由图可见，在管内壁有多条裂纹存在，且呈网状分布，标记1裂纹沿管子周向延伸，标记3裂纹部分沿管外壁方向延伸，并且具有一定的深度裂纹端较为尖锐，标记2裂纹沿管子轴向扩展。

(a)41×；(b)140×图3 管内壁SEM形貌Fig.3 SEM morphology of the inner wall of tube

图4为未贯穿裂纹附近的形貌，观察发现管内壁有多条裂纹存在，与图3结果吻合，裂纹起源于管子内壁，向外壁方向扩展，裂纹附近组织为F+P，裂纹内填充有致密氧化物。对填充的氧化物进行能谱分析，结果显示为铁的氧化物，O/Fe原子比为1.33，符合Fe3O4的原子比例。

图5为贯穿裂纹断裂面表面形貌，图中可见内壁附近为裂纹形成区，管壁方向中间位置为裂纹扩展区，外壁附近为断裂区。……