火(huǒ)力發電廠鍋(guō)爐高溫過熱器和高溫再熱器的(de)正常使用溫度
火力(lì)發電廠鍋爐高溫過熱器和高溫再熱器的正常使用溫度約為540℃。在使用(yòng)過程中,往往會由於某種原因造(zào)成爐管的局部過熱,有時爐管的溫度可以達到800℃以上(shàng),因此本(běn)實驗采(cǎi)用650℃、750℃、850℃三個溫度進(jìn)行試驗。試樣分別(bié)放人設定好溫(wēn)度的馬弗(fú)爐中(zhōng)長時間保溫,並間隔一定時間取(qǔ)出部分(fèn)試樣進行分析。
1.4金相分析
金相樣品從爐中取出空冷,然後打上鋼(gāng)號以便記錄。金相(xiàng)組織的觀察主要在OLYMPUS金相顯微鏡下完成。
2試驗結(jié)果與討(tǎo)論
2.1選擇金相組織侵蝕劑
因為本次試驗的金相(xiàng)試樣實際上(shàng)為三種金屬的組合(12Cr1M0V、H0Cr19Ni9、TP304H),所以單純以一種侵蝕劑同時(shí)顯示三種金屬的組織(zhī)是不會很理想的,需采用分類侵蝕顯示的方法,由於TP304H和HOCrl9Ni9較為相近,可以選擇同一種侵蝕劑。常用顯示TP304H奧氏體不鏽鋼的侵蝕劑為FeCl—HC1水溶液,可以較好地顯示碳化物析出相。但是如果碳化物消失,或在供貨狀態下還未析(xī)出碳化物,使用FeC1s—HC1水溶解就得(dé)不到預期(qī)的結(jié)果。此時(shí)可以采用Cr03—HC1水溶液或王水溶(róng)液(yè),王水(shuǐ)溶液侵(qīn)蝕時間(jiān)短,不易掌握,故一般采用Cr03—HC1水溶液。12Cr1MoV的侵(qīn)蝕劑一般采用硝酸酒精(jīng)溶液,侵蝕10S左右更(gèng)可(kě)以看到珠光體組織(zhī)。
2.2TP304H鋼的碳化物析出變化規律
TP304H鋼經過高溫固溶熱處理,形成奧(ào)氏體單相組織,在(zài)一定溫度下保溫時,碳化物又會沿奧氏體晶界(jiè)析(xī)出長大。在650℃溫度條件下,碳化物呈麻點狀在(zài)晶界及其附近區域析出。在750℃溫(wēn)度條件下,碳化物析出明顯加快,在晶界和孿晶(jīng)上可以清晰地看到碳(tàn)化(huà)物顆粒。而(ér)在850℃溫度條件下,短(duǎn)時間內便有碳化物顆粒析出,且碳(tàn)化物鏈已斷開(kāi),奧氏體(tǐ)晶內亦有麻點狀碳(tàn)化物(wù)析(xī)出。通過金相分析可以看到,隨著試驗溫度(dù)的升高,碳化物析出的一般過程(chéng)為:析出小顆粒一小(xiǎo)顆粒長大並連成鏈一碳化(huà)物鏈長大(dà)一碳化物鏈斷開形成大顆粒。
碳化物的析出(chū)使材料出(chū)現高溫脆化現象,對材料(liào)的使用性能是有害的。在不同的溫度條件下,碳化物析出形態和析出程(chéng)度有很大變化。溫度越高,保溫時(shí)間(jiān)越長,碳化物析出(chū)越快,顆粒越大,高(gāo)溫脆化現(xiàn)象越嚴重。
2.3焊縫的組織變化
試驗所用焊絲的牌號為HOCr19Ni9,是一種與TP304H相似的18—8型奧氏體(tǐ)不鏽鋼焊絲。焊縫的原始組織為奧氏體+鐵素體,鐵素體呈樹枝狀分布。18—8奧氏體(tǐ)鋼平衡(héng)態為奧氏體+鐵素體+碳化物複相組織,實際的單相奧氏體是通過熱處理的配合獲得的。焊縫未經過高溫固溶處理,所以得(dé)到鑄態組織,與平衡(héng)態組織相似。由於焊接時溫度較高,即(jí)相當於在高溫下加熱,所以會形成鐵素體,在650℃~85O℃下(xià)還會有盯相析(xī)出(chū)。盯(dīng)相與碳化物混(hún)合在一起,需經過染色才能區別(bié)於碳化物。盯相的析出導致鋼的脆性增加,耐蝕性和抗氧化能力下降(jiàng)。
焊縫經過一段時間保溫後,在奧氏體與鐵素體交界處開始有(yǒu)碳(tàn)化物析出。隨著在不同溫度下(xià)保溫時間的延長(zhǎng),碳化物漸漸聚集長(zhǎng)大,最後碳化物呈顆粒(lì)狀分布於晶界上。不同溫度下碳化物形態有所不同,高溫下碳化物析出較快(kuài),顆粒(lì)長大現象明顯。650℃溫度下晶界呈樹枝狀,隨保溫時間延長樹枝晶漸漸變短,碳化物在晶(jīng)界上析出長大,最後形成碳化物顆粒(lì);在750℃下,上述變化更明顯,樹(shù)枝晶變短、變寬,碳化物(wù)顆粒清晰可見;在850℃下碳化物析(xī)出嚴重,碳化物呈球(qiú)狀,並聚集長大。
2.412CrlMoV鋼的碳化物析出變化(huà)規律
12CrlMoV鋼典型的組織是鐵素體+珠光體,珠光體中(zhōng)碳化物的主(zhǔ)體是層片狀,鐵(tiě)素體在鋼管運行(háng)過程中變化(huà)不大。12CrlMoV鋼主蒸汽管運行溫度在540℃左右(yòu),運行後珠光(guāng)體的變化非常明顯,其形態變化特征鮮明,即層片狀的碳化物(主要是滲(shèn)碳體)逐漸分解(jiě)、聚集和球化,同時碳(tàn)化物顆粒趨(qū)於增大,試驗結果與12CrlMoV的碳化物標準準評級方法(五級(jí)法)是一致的。
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