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紧固件的蠕变失效现象

什么是紧固件的蠕变失效和紧固件的蠕变失效?

1。蠕变是金属零件在长期应力和高温下的失效现象。主要的蠕变机制是沿晶界的晶粒变形。当变形温度升至0.35-0.7tm(tm为熔点温度)时,晶界附近的薄层恢复软化,变形继续进行。变形后会发生变形,需要再次恢复和软化以保持这些区域的变形,这就是所谓的晶界滑动。由于恢复需要一定的温度和时间,晶界滑动只能在高于一定温度的温度下进行。

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金属的拉伸蠕变曲线分为三个阶段:

紧固件在蠕变阶段,蠕变速率由快变慢,这与晶体缺陷的再分布有关。

第二阶段表明,两种硬化和回复机制均处于平衡状态,蠕变速率不变。这一阶段在整个蠕变过程中占有很大的比例。

第三阶段,蠕变速率加快。此时,金属的变形硬化不足以防止金属的变形,有效截面的减小加速了蠕变速率,导致断裂。并非所有材料的蠕变曲线都发生在上述三个阶段。

热松弛是预紧零件由于蠕变而发生尺寸变化的现象。

例如,用于紧固件的压力容器法兰中的螺栓,在温度和应力的长期作用下,由于蠕变而伸长,导致预紧力减小,可能导致压力容器泄漏。

2。蠕变判断的特点和主要特点是变形速率慢。根据零件的具体工作条件,可以分析蠕变情况(温度、应力和时间)。没有适当的温度和足够的时间,不会发生蠕变或蠕变断裂。在蠕变断裂的*最终断裂带中,撕裂脊没有室温拉伸断裂明显。在扫描电子显微镜下,蠕变断裂附近的晶粒形状通常不显示伸长,但在高倍放大下,有时可以看到蠕变空洞。

3。蠕变失效的识别方法是热松弛和塑性变形。宏观上,残余变形容易混淆。塑性断裂容易与持久性断裂(或蠕变断裂)混淆,因为宏观上,断裂前有*变形,断裂面附近有*颈缩。

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区别可以从以下几个方面考虑。

1。众所周知,在拉应力作用下会发生塑性变形和塑性断裂。过程更快,温度更低。热松弛和持久断裂是两个重要的失效过程,即温度和时间。较高的工作温度和较长的使用时间是这种故障模式的必要条件。为了了解工作条件,除了查阅书面材料外,我们还可以直接检查碎片上是否有高温痕迹,如氧化色。例如,当高温压力容器长期在低压下工作时,压力突然升高,连接螺栓断裂。只有知道不同条件下的压力、温度和使用时间,才能区分使用蠕变失效。

2。差示塑性断裂表面凹坑清晰,微孔聚集点尖锐,扫描电镜下呈白线。蠕变断裂时,微孔聚集体较钝,扫描电镜下未见明显白线。在蠕变断裂上可以看到氧化色,有时还可以看到蠕变孔。

3。断裂面附近金相组织的蠕变为沿晶断裂,塑性断裂为穿晶断裂。在蠕变试样中可以看到蠕变孔。另外,当碳钢长期处于高温状态时,碳化物会经历一定程度的磨削。

4。提高抗蠕变性能的措施

1。在设计中,根据产品的特点,正确选择材料,确定零件的尺寸是非常重要的。近年来,为了满足产品对温度和载荷的日益增长的要求,开发了许多新材料,但不能提供给设计人员的蠕变性能数据。

在这种情况下,一方面,由于设计的高应力水平,可能会发生早期失效。

另一方面,设计可能过于保守,导致不必要的浪费。例如,火力发电厂的设计寿命一般为10万小时。我国有540多个学位。10MPa高压锅炉主蒸汽管道相继达到设计寿命。但是,根据近寿命估算,可以保证这些锅炉的使用寿命可以延长到200000小时。一般来说,这种失效模式需要很长的时间,所以反应速度很慢。有效的措施是在材料蠕变性能测试和积累的基础上进一步研究和确定。

2。在制造过程中严格的质量管理,避免不符合技术规范的零件装配产品,对于故障周期较长的产品尤为重要。当然,在产品服务的失效分析的基础上,应该形成具体的措施。

3。超载使用是产品蠕变失效的常见原因。因此,严格控制使用中的使用条件是提高产品寿命和可靠性的一项极其重要的措施。加强在役产品和关键零部件的质量监控是保证产品可靠性的有效措施。

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