机械工程材料

作者：彭波, 王智春, 王建国, 李晓杰, 宋子博

关键词：阀杆, 氮化物夹杂, 38CrMoAl渗氮钢, 脆性断裂

某火电厂主给水管道电动闸阀38CrMoAl渗氮钢阀杆在机组启动过程中发生断裂。采用宏观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、力学性能测试及断口形貌观察等方法，分析了阀杆的断裂原因。结果表明：在工作过程中管道发生振动，阀杆退刀槽根部因缺乏过渡圆弧而产生应力集中；而由于冶金和热处理工艺不当，阀杆组织中存在大量AlN夹杂物及带状分布的马氏体，且表面渗氮层硬度和局部厚度未达标，导致阀杆屈服强度低于标准且冲击韧性严重不足。当应力超过材料的承载能力时，裂纹自退刀槽渗氮层表面萌生，并在振动载荷持续作用下快速向内部扩展，最终导致脆性断裂。建议制造厂家控制钢液中氮含量以减少夹杂物，优化调质与渗氮工艺，改进退刀槽结构以降低应力集中，并加强对关键部件的入厂验收，确保阀杆的综合力学性能符合要求。

来源：2026年第2期

《机械工程材料》期刊编辑部

查看机械工程材料杂志2026年第2期