摘要： 採用槽合金分析儀、光學顯微鏡、拉衝擊試驗機、掃瞄電子顯微鏡等對斷裂的化學成分、微觀組織、力學效能及巨集觀和微觀形貌進行了分析，並結合預開閥盤的現場工況分析了開裂的原因。 結果表明：由於預開閥瓣的韌性和塑性較差，在較大的膨脹和密封性下，與截止銷的接觸面發生脆性開裂; 裂紋起源於與止動銷接觸的閥瓣內表面中心，與材料內部密密的孔連線形成初始微裂紋，晶界析出的碳化物使材料的整體抗裂性變差，裂紋隨後迅速擴大並相互連線成大裂紋， 最終導致閥瓣開裂失效。 關鍵詞：預開閥; 閥瓣; 開裂; 機械效能; 膨脹力; 孔; 中圖分類號： TB ; TK文獻符號程式碼：B 貨號： 遼寧某電廠檢修時，發現中壓調速閥預開閥瓣破裂失效。 中壓氣缸進氣閥設計為兩個接頭閥，組合閥由中壓調速閥和中壓主閥組合在乙個閥殼內，雖然它們採用乙個共同的閥殼，但這兩個閥門的功能不同，各有獨立的執行控制裝置。 中壓調速閥採用獨立閥盤總成設計，主閥盤裝有預開閥，以減小主閥瓣前後壓差，減小閥門開啟時的閥門開啟力。 對中壓調速閥進行拆卸檢查，發現閥桿有輕微積聚的氧化皮，襯套完好無損，拆下閥蓋後將預開閥抬出，可見預開閥截面有明顯裂紋停止轉移銷， 如圖所示，已不能滿足正常使用的要求。故障中壓調速閥的基本引數見表; 裂紋圓盤的材料為汽輪機用GH高溫合金，圓盤直徑為mm; 銷材為Cr Nimo W V鋼，直徑為mm為了找出預開閥瓣開裂失效的原因，筆者對其進行了檢查分析，並提出了改進措施。 
從圖中巨集觀分析理化分析可以看出，止動銷與閥瓣結合緊密，從裂紋未穿透的一側沿橫截面方向進行加工切削，開啟裂紋穿過一側的斷口，發現斷口與止動銷接觸面有剝落氧化皮。 從圖中可以看出：斷裂面顏色為灰黑色，兩個斷裂面嚙合良好，無明顯塑性變形; 截面可以清楚地劃分為幾個區域，即A區的纖維區、B區的徑向區和C區的剪下唇區。 B區有明顯的徑向條紋，是典型的脆性斷裂，徑向條紋發射方向相反，指向裂紋源，即A區。 
通過從閥瓣近表面和中心取樣進行化學成分分析，進行化學成分分析，結果如表所示停止轉售樣品的化學成分分析如表所示
據資料顯示，該閥瓣材料為GH高溫合金，閥瓣表面和閥芯的化學成分參照《中國航空材料手冊》（第1版）第[ ]卷中GH材料成分的要求，符合手冊的技術要求。 停止轉售的化學成分分析結果符合GB T汽輪機葉片鋼CR NIMO W V鋼成分的技術要求。 機械效能試驗分別從閥瓣和閥杆上取拉伸和衝擊試樣進行力學效能測試，取樣位置如圖和圖所示，試驗結果如表和表
拉伸試驗結果從表中可以看出：材料靠近表面和閥瓣中心的伸長率很低，材料破碎時無明顯塑性變形; 閥桿的抗拉強度和斷裂後伸長率均高於閥瓣，但仍未達到《中國航空材料手冊》中對GH高溫合金材料的技術要求。 衝擊試驗結果表明，閥瓣近表面、中心位置和閥杆的衝擊吸收能量很低，不符合《中國航空材料手冊》中對GH高溫合金材料的技術要求。 對閥瓣斷裂面取樣進行金相分析，金相取樣位置為介質試樣的縱截面和1號試樣的橫截面，草酸水溶液的電解侵蝕情況，金相分析結果如圖和圖所示A區閥瓣斷口處有大量孔洞，見圖一些孔已經連線成線，見圖a）;一些孔作為孤立點存在，見圖b），孔的直徑以m在斷裂處未觀察到明顯的疲勞斷裂特徵。 
通過綜合分析，圓盤的開裂面基本垂直於圓盤的軸向。 斷口表面無明顯塑性變形，且有徑向條紋，條紋指向表明裂紋起源於閥瓣與止動銷的接觸面。 圓盤的近表面和中心位置化學成分符合《中國航空材料手冊》對GH高溫合金材料的技術要求，非轉售的化學成分也符合GB T對CR Nimo W V鋼成分的技術要求。 閥瓣材料力學效能較差，抗拉強度、斷裂伸長率和衝擊吸收能量均不符合《中國航空材料手冊》對GH高溫合金材料的技術要求說明閥瓣材料的塑性和衝擊韌性較差，缺口敏感性大，易發生脆性開裂。 閥瓣材料的金相分析表明，碳化物在晶界處有大量堆積，材料中有許多孔洞，這是材料脆性的主要原因。 從掃瞄電鏡觀察結果可以看出，閥瓣斷裂表面有孔洞等諸多微觀缺陷，孔徑為m，有的孔已經連線並發展成微裂紋，有的孔沒有連線。 結論與建議 （ ）閥瓣開裂失效是由於閥瓣與止動銷接觸面的斷裂韌性較低，以及閥瓣與止動銷接觸面上的膨脹和緊固力相互作用，導致閥瓣脆性開裂。 （裂紋起源於與止動銷接觸的閥瓣內表面中心，材料內部密密的孔連線形成初始微裂紋，晶界析出的碳化物使材料的整體抗裂性變差，裂紋隨後迅速擴大並相互連線成大裂紋， 最終導致閥瓣破裂。 （材料中的內孔可能是材料在鑄造階段產生的，在鍛造過程中由於鍛造壓縮比不足而未消除; 也可能是材料在高膨脹和密封性作用下出現的蠕變孔[ 建議在生產過程中優化閥瓣的鍛造工藝，將鍛造壓縮比控制在合理範圍內; 使用時，閥瓣和非旋轉銷應選用相同的材料，以防止接觸面產生膨脹力。 參考文獻：[ 《中國航空材料手冊》編委會 《航空材料手冊》卷：變形高溫合金 鑄造高溫合金[M]版 北京： 中國標準出版社， 柯浩， 王華龍 GH高溫合金CV閥桿斷裂原因分析[J] 熱工工藝， 謝毅， 郭建廷， 陳洪東， 等 超臨界MW機組主蒸汽閥閥杆斷裂原因分析[J] 火力發電， 何鵬飛，謝毅，曲國民GH主蒸汽閥桿斷裂分析[J] 熱加工技術，文章**-材料和測試網。