热处理的这道题您会做吗？

草原的风

题12
       某电站汽轮发电机转子，30CrNi制造，热处理工艺为：820淬火和550回火，回火后缓冷到室温，经过长期运行后，转子发生沿晶断裂，造成事故，试分析其断裂的原因并说明这种现象的主要特征、影响因素和机制，应如何预防此类事故？
这是金属材料与热处理技术专业一道教科书的题，提出来让大家在空闲的时候练练手

proteam

缓冷的脆性

寒_亦

问题出在回火缓冷，出现回火脆性造成的沿晶断裂。与冷速有关，应该属于第二类回火脆性。一般情况下沿晶断裂都属于脆性断裂。Ni、Cr元素容易促进杂质元素的偏聚，自身也由偏聚倾向，是此类材料造成回火脆性的的主要机理。 改善方法有1.改善冷速，采用快冷的方法；2.减少材料杂质元素，适当增加抑制偏聚的元素；3.可考虑采用亚温淬火进行改善。还请王老师指点。

老热工

这是第二类回火脆性和高温蠕变共同造成的沿晶断裂。首先，820淬火和550回火，回火后缓冷到室温，就已经形成了第二类回火脆性的晶粒组织结构，加上Ni、Cr元素容易促进杂质元素的偏聚，晶间脆性机理就已形成。汽轮机工作温度较高，其晶间杂质更加富集，脆性逐渐加重，经过长期运行后，转子就会发生突然沿晶断裂，造成事故。这种断裂虽然不是低温情况下进行的，但与第二类回火脆性的沿晶断裂更明显。
影响因素：热处理工艺（第二类回火脆性）；高温蠕变；钢材材质及杂质；使用温度；载荷增加等。
预防：选用较好的钢材材质（杂质少）；进行正确的热处理工艺（淬火回火后快速冷却）+低温回火）来防止第二类回火脆性形成；选择抗蠕变性能高的钢材；定期做转子的表面金相检查；不超负荷运行和突然加载运行。

草原的风

感谢大家参与练手，题的关键在于汽轮发电机转子30CrNi制造，回火后缓冷到室温，经过长期运行后，转子发生沿晶断裂，
proteam 回答太简单，不全，寒_亦 没有考虑是汽轮机转子，老热工 回答的比较全面基本上说道点子上了，但是忽略了长期的含义，欢迎大家练习。

草原的风

回复 4# 老热工 [/b

    能够回答道这种程度非常不错，共同学习，共同进步。

shaogang78

老师，应该是高周疲劳断裂吧！沿晶断裂，我觉得不太准确，最主要还是材料选择错误。还有就是老热工说的定期做转子的表面金相检查，这个是个人臆断了吧，做磁粉和超声波到是需要的。

搬运工

补充：缺表面强化处理工序

秋天的风

淬火温度低，组织中有块状铁素体，即使硬度合格，强度会低很多，会出现早期失效。

冷热之间

会不会与腐蚀还有一定关系。
由于回火缓冷，造成杂质元素在晶界处聚集，在高温水蒸气中产生电化学腐蚀。加速了晶界的腐蚀、最终在晶界腐蚀与回火脆性的共同作用下产生突然断裂。

高中频

回火脆性所致

孤鸿踏雪

促个热闹
    第二类回火脆性  钢件在450～650℃温区回火并随后缓慢冷却产生的脆性，称为第二类回火脆性。含有Cr、Mn、Ni等合金元素的中碳结构钢易出现该类脆性。将已产生第二类回火脆性的钢重新加热回火，然后快速冷却，即可消除脆性。但再次加热后缓冷，脆性将重新出现，故又称其为可逆回火脆性；因其发生于高温回火温区，又称为高温回火脆性。具有第二类回火脆性的钢件，其断口亦为晶间脆性断裂。
    应力腐蚀开裂  钢在腐蚀环境下承受应力作用时就会沿晶界发生断裂，这种断裂就是应力腐蚀开裂。
    根据主题提出的条件，个人认为这种晶间脆性断裂的根源是第二类回火脆性，断裂行为应该是应力腐蚀开裂。

lwklwk

只能想到 回火脆性和高温腐蚀

FunnyStoryI

某学生在研究一种含Mn，Mo，Ni的低合金压力容器钢时，采用如下工艺处理：铸锭     1200℃ ×14hr热处理     热加工    900℃×1h处理        水冷     900℃ ×1h处理      20℃ ∕min连续冷却     660℃ ×10hr。
试分析此工艺流程中各种热处理的作用及可能的组织变化.
若该合金钢板坯出现过热现象，怎样补救?

wkee

回火脆性这是一点，不过楼主又提出了长期这个概念，可是问题是楼主没有说多少时间算是长期。发电机一般属于都属于高效机组，也就是说一开始使用基本上就不会停。 这样转子受疲劳应力是肯定的！不过任何东西都有个使用期限，就算是有第二类回火脆性，可也不会马上就坏掉。如果过了使用期限还用那才有断裂的可能！从现实上说，转子会不会过了使用期还在使用，才导致出现的人为事故？——这是从热处理以外的方面来说，可能有些跑题了！见谅

草原的风

回复 15# wkee

是的，疲劳、应力腐蚀、高温蠕变、回火脆性共同作用导致的，这道题实际上就是考了一个综合分析判断能力。

qibao9891

个人意见，此题作为教学题，答出回火脆性即可满分。

疲劳---靠谱但不和题意。题目中“经过长期运行后，转子发生沿晶断裂”，并未提及有疲劳迹象。
应力腐蚀开裂----靠谱但不和题意。同上。
高温蠕变----过热蒸汽一般280℃不超300℃，离0.5T熔大老远.........不靠谱。

除大家在上面说过的，还有由于某些汽轮机采用氢内冷转子，氢致脆性也是有可能的，这也是沿晶的。当然也属于不和题意。

kemeiwu

使用寿命到了    不断裂就不正常了  呵呵

bjx669

经过长期运行后，转子发生沿晶断裂
如果转子是经过长期运行过的，那断口肯定是混合断口，如果整个断口发生沿晶断裂，那一定是一运行就发生断裂，只是和王老师探讨一下，

muwangzhimu

只能想到第二类回火脆性，看了别人的才知道考虑的很不全面，还是没有意识 啊。