试块取样位置见图1。300MW护环两个试块(300-1,300-2)取自开口最大，断口处存在缺陷的端部，200MW护环一个取样自开口最大处的端部(200-1)，此处棱角上有一个碰撞后留下的凹坑，另一试块取自护环中间部位(200-2)。利用所取下的试块分别做化学成分、力学性能、低倍、高倍、气体、电镜和电解夹杂含量检验。

3.1 宏观断口观察

   300MW护环的300-1和300-2裂纹断口见图2。两断口相互匹配，均存在有两条大小不同、颜色深黑、无金属光泽的缺陷，最大的长度约70mm，后面还带有一个长度大约 60mm 的尾巴，如图上箭头所指，最长最大的一个缺陷还可清晰看到断裂时逐渐向两边扩展的弧形花纹，断口的其他部分有金属光泽，可见该缺陷就是断裂源200MW护环200-1试块断口见图3。该断口在端部内圆棱角处有一被撞击的圆形凹坑，凹坑周围有裂纹圆弧形扩展的痕迹，再向四周有裂纹放射性扩展的痕迹，初步判定凹坑处为裂纹源。

     其硫印，低倍检验结果见表1；化学成分检验结果见表2；力学性能检验结果见表3。结果表明200 MW护环凹坑处的塑性比其他地方低很多。

3.2  金相检验

3.2.1 塑性夹杂、脆性夹杂、晶粒度、碳化物检验结果如表4。

3.2.2 300-1试块断口上存在有疏松孔洞，并存在氧化脱碳现象，见图4。

3. 2.3  200-1块存在，其他试样没有发现嵌镶块，见图5。

3.3 气体含量及电解夹杂检验

  结果见表5。

3.4 电镜分析结果

     用扫描电镜分析300-1裂纹断口处在缺陷区可以看到龟裂纹状的氧化皮以及一些带有韧窝特征的氧化面，这些氧化面是氧化皮剥落的暴露面见图 6a，6b。氧化皮的成分经能谱分析后见表6。

     用扫描电镜分析300-2试块的拉伸试验断口，为韧性晶间断裂，将晶面放大全部为韧窝特征，见图 6c、d。200-1，200 -2 试样断口，也为晶间断口。

4.1 低倍观察

    低倍无异常情况，硫印级别低，夹杂物晶粒度碳化物正常，气体含量虽有些偏高，但对该钢种来说也属正常。

4.2 化学成分分析

   300-1，300-2试块化学成份符合技术要求，200-1，200-2试块除N元素低于技术要求外,其余均正常。

   以上结论说明该两护环断裂与材质质量无关，只是个别部分存在硫化物夹杂偏多，碳化物级别偏高，N元素含量未达标等质量问题需要在将来进一步改进提高。

4.3 300MW护环开裂原因

    300MW护环开裂是由于缩孔残余造成的，原因是300MW护环断裂源处存在疏松孔洞和化脱碳现象，有龟裂状的氧化皮和氧化皮已剥落的氧化表面,氧化皮是 P，Si，S，Ca，Mn，Cr 等元素的氧化物，由此可以判定该护环断裂是由于端面上存在的缩孔残余造成的。300-1，300-2试块断口上的黑色无金属光泽的缺陷就缩孔残余缩孔是电渣重熔钢锭端部在热锻时未完全被切除而残留下来的，其表面的氧化物是在重熔后热锻及固溶处理时产生的，在后来的切削加工中没有被发现，关键是粗加工后又没有安排无损探伤，因而一直保留在毛坯内，冷扩时成为断裂源在冷扩张力的作用下扩展,导致护环失效。

     据了解,该批护环钢钢锭原计划安排1支锭锻1件600MW护环毛坯，后来却安排1支锭锻1件300MW护环和1件200MW护环，这必然造成用料极为紧张，使锭的利用率达到84%-89%。该批电渣锭两端在热锻时几乎无切除量，故使缩孔残余仍留在护环中在钢锭利用率如此之高，两端几乎无切除量的情况下，不安排探伤是生产工艺过程中的一个失误。

4.4  200 MW 护环裂原因

     200MW护环开裂主要是由于护环端在生产过程中被撞击造成的，证据之一，在护环端部内棱角处有被撞击的凹坑，证据之二，被撞击凹坑附近品粒内存在嵌镶块，表明撞击时造成了品粒碎化,而品粒的碎化使品格内畸变能增加,导致局部冷作硬化,使塑性,韧性下降(见表3)。在冷扩时由于该局部地区塑性,韧性不足，在扩张拉应力的作用下产生裂纹,继而扩展直至断裂。

4.5  生产组织管理重要性

    以一斑而窥全豹，通过上述分析，可以了解到该批护环8件只锻成3件，且使模具损坏8块,除了生产工艺方面的直接原因外，还有另外一个重要原因就是生产组织管理不善，整批护环生产过程中各工序均由不同车间的不同人员负责，使下道工序对上道工序了解不够，必然造成生产过程中的混乱现象，由此说明技术和管理是生产优质产品不可缺少的两大保证。