张小枫 刘拥军 张思远

摘要：对固定支架的GH4169 M60断裂螺柱进行宏观和微观分析。目视检查断裂表面，发现裂纹的特征是脆性断裂，并且断裂最终发生在螺柱螺纹和螺母的接合处。渗透测试发现，螺柱内有5个平行于螺纹的连续裂纹，通过扫描电镜发现，断裂部位螺纹之间的裂纹呈现出不规则的尖锐边缘，且断裂表面呈现出典型的准劈裂断裂特征。EDS验证了断裂中碳化物相的存在，并分析了碳化物对脆性断裂的影响。分析表明，螺纹易于引起应力集中，从而提高了螺柱对缺陷的敏感性，导致脆性断裂。与无螺纹试样的断裂表面微观形貌相比较，发现断裂与材质本身无关，破碎的碳化物是GH4169韧-脆混合型断口典型特征。

关键词：GH4169高温合金;微观分析;韧-脆混型合断裂;破碎的碳化物

中图分类号：TG441.7      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）03-0064-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.03.12

0    前言

高温合金应用前景广阔，受到了广泛关注[1-3]。GH4169合金是一种沉淀硬化型镍基高温合金，主要强化相元素Nb[4]，其强度高、在650 ℃以上具有良好的韧性，并且在高温和低温环境下具有优异的耐腐蚀性[5-6]。目前，该合金主要用于制造高温承载部件，例如发电厂大容量蒸汽轮机中的紧固螺栓/螺柱。双头螺栓紧固件是航空航天、基础设施、民用汽车和许多其他行业中的常见机械连接件，高温合金螺柱的失效会导致灾难性的后果并造成重大的经济损失。

迄今为止，针对高温合金螺柱断裂面形貌与断裂机理分析发表的相关文章甚少。特别是在紧固件的微观形貌的形成机理中，研究主要集中在对紧固件破坏机理的理解上。……