上海材料研究所的朱正、王春亮对其进行了失效分析
由理化检验结果可知，该断裂转子转轴材料的化学成分、力学性能均符合标准要求，但洛氏硬度值高于标准要求。直焊缝试样表面上可见未焊透和气孔缺陷，未发现裂纹、固体夹杂、未熔合等焊接缺陷；表面环焊缝试样表面上未发现裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合及未焊透等焊接缺陷。由断口分析可知，裂纹起源于外壁侧且为多源断裂，外壁表面靠近裂纹源附近存在机械损伤特征；主要的裂纹源有4个，1个位于外壁环焊缝处，其余3个在无焊缝区域；裂纹源区断口呈解理特征，扩展区呈疲劳特征，并可见剪切唇区；在裂纹源发现有腐蚀性元素硫、氯存在；钢管基体中的夹杂物含量为A0.5，B1，C2，C0.5e，D0.5，D0.5e，DS1，显微组织为奥氏体加铁素体，晶粒度约为5级；断口剖面的显微组织均为奥氏体加铁素体，断口呈穿晶特征。由硬度测试结果可见，该转子转轴的硬度值高于ASTM A240-10对S30400钢的技术要求，材料硬度的增高会增加应力腐蚀敏感性；由金相检验结果可见，该转子转轴中的夹杂物含量较高，其中硅酸盐类夹杂物含量达到2级，材料中夹杂物的存在有隔离基体的作用，使其力学性能下降，而且在夹杂物区域比正常区域更易引起腐蚀。
有缝钢管一般通过弯制而成，在弯制过程中存在加工残余应力，而且在弯制后需要进行焊接，焊接后会存在焊接残余应力。同时由于服役后该传输装置以45 r/min的转速几乎24 h不停运转，当局部区域产生裂纹时则运转过程容易因失稳而存在周期性交变应力。
该装置传输物料的主要成分为对苯二甲酸和水，断裂转子转轴的外壁与传输物料接触，对苯二甲酸在常温下不溶于水，但水中可能含氯离子等腐蚀性介质。在对断口腐蚀产物、断口侧面腐蚀产物的能谱分析可以发现，腐蚀产物中含硫、氯元素，而氯是304不锈钢发生应力腐蚀开裂的敏感元素。
综上所述可以得出：传输装置中转子转轴以应力腐蚀的形式起裂，裂纹起源于有缝钢管外壁，并且以疲劳形式扩展，直至断裂。
《理化检验-物理分册》2015年第1期
