火力(lì)發電廠鍋爐高溫過熱器和高溫再熱(rè)器的正常(cháng)使用溫度
火力發電廠(chǎng)鍋爐高溫過熱器和高溫再熱器的正常使用溫度約為540℃。在使用過程中,往往會由於某種(zhǒng)原因造成爐管的局部過熱,有時爐管的溫度可以達到(dào)800℃以上,因此本實驗采(cǎi)用650℃、750℃、850℃三個溫度進行試驗。試樣分別放(fàng)人設定好溫度的(de)馬弗(fú)爐中長時間保溫,並間隔一定時(shí)間取出部分(fèn)試(shì)樣進(jìn)行分析。
1.4金相分析(xī)
金相樣品從爐中取出空冷,然後打上鋼號以便記錄。金相組(zǔ)織的觀察(chá)主要在OLYMPUS金相顯微鏡下完成。
2試驗結果與討論
2.1選擇金相組織侵蝕劑
因為(wéi)本次試驗(yàn)的金相(xiàng)試樣實際上(shàng)為三種(zhǒng)金屬的組合(12Cr1M0V、H0Cr19Ni9、TP304H),所以單純以一(yī)種侵蝕(shí)劑同時顯示三種金屬的組織是(shì)不會很理想的,需采用分類侵蝕顯示的方法,由於(yú)TP304H和HOCrl9Ni9較為相近(jìn),可以選擇同一種侵蝕劑。常用(yòng)顯示TP304H奧(ào)氏體不鏽鋼(gāng)的侵蝕劑為FeCl—HC1水(shuǐ)溶液,可以較好地顯示碳化物析(xī)出相。但是如(rú)果碳化物消失,或在供貨狀態下還未析出碳化物,使用(yòng)FeC1s—HC1水溶解就得不到預期的結果。此時可以采用Cr03—HC1水溶液或王(wáng)水溶液,王(wáng)水溶液侵蝕時間短,不(bú)易掌(zhǎng)握(wò),故一般采用Cr03—HC1水溶液。12Cr1MoV的侵蝕(shí)劑一般采用(yòng)硝酸(suān)酒精溶液,侵蝕10S左右(yòu)更(gèng)可以看到(dào)珠光體組織。
2.2TP304H鋼的碳化物析出變化規律
TP304H鋼經過(guò)高溫固溶熱處理,形成奧(ào)氏體單相組織,在一定溫(wēn)度(dù)下(xià)保溫時,碳化(huà)物又會沿奧氏體晶界析出長大。在650℃溫度條件下,碳化物呈(chéng)麻點(diǎn)狀(zhuàng)在(zài)晶界(jiè)及其附近區域析出。在750℃溫度條件下(xià),碳化物析出(chū)明顯加快,在晶界和孿晶上可以清(qīng)晰地看到(dào)碳化物顆粒。而在850℃溫度條件下,短時間內(nèi)便有碳化(huà)物顆粒析出,且碳化物鏈已斷開,奧氏體晶內亦有麻點狀碳化物析出。通過金相分析可以看到,隨著試驗溫度的升高,碳化物析(xī)出的(de)一般(bān)過程為:析出小顆粒一小顆粒長大並(bìng)連成鏈一碳化物鏈(liàn)長大一碳化物(wù)鏈斷開形成大顆粒。
碳化(huà)物的(de)析出使材料出現高溫脆化現象,對材料(liào)的使用性能是有害的。在(zài)不同的(de)溫度條件下,碳化物析出形態和析出程(chéng)度有(yǒu)很大變化。溫度越高,保溫時間越長,碳化物析(xī)出越快,顆粒越大,高溫脆化現象越嚴重。
2.3焊縫的組(zǔ)織變(biàn)化
試驗所用焊絲的牌號為HOCr19Ni9,是一種與TP304H相(xiàng)似的(de)18—8型(xíng)奧氏體不(bú)鏽鋼焊絲。焊縫的原始組織為奧氏(shì)體+鐵素體,鐵素體呈樹枝狀分布。18—8奧氏(shì)體鋼平衡態為奧氏體+鐵素體(tǐ)+碳化物(wù)複相組(zǔ)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,所以得到鑄態組(zǔ)織,與(yǔ)平(píng)衡態組織相似。由(yóu)於焊接時溫度較高,即相當於在(zài)高(gāo)溫下加熱,所以會形成(chéng)鐵素體,在650℃~85O℃下還會有盯相析(xī)出。盯相與碳化物混合在一(yī)起(qǐ),需經過染色才能區別於碳化(huà)物。盯相的(de)析出導致鋼(gāng)的脆性(xìng)增加,耐蝕(shí)性和(hé)抗氧化能力下降。
焊縫經(jīng)過一段(duàn)時間保溫後(hòu),在奧氏體與鐵素體交界處開始有碳化物析出。隨著在不同溫度下保溫時間的(de)延長,碳(tàn)化(huà)物漸漸聚集(jí)長大,最後碳化物呈顆(kē)粒狀分布於晶界上。不同溫度下碳化物形態有所不同,高溫下碳化物析出較快,顆粒長大現象明顯。650℃溫度下晶(jīng)界呈(chéng)樹枝狀,隨(suí)保溫時(shí)間延(yán)長樹(shù)枝(zhī)晶漸漸(jiàn)變短(duǎn),碳化(huà)物(wù)在晶界上析出長大,最後(hòu)形成碳化物(wù)顆粒;在750℃下,上述變(biàn)化更明顯,樹枝晶變(biàn)短、變寬,碳化物(wù)顆粒清(qīng)晰可(kě)見;在(zài)850℃下碳化物析出嚴重,碳化物(wù)呈(chéng)球狀,並聚集長大。
2.412CrlMoV鋼的碳化物析出變(biàn)化規律
12CrlMoV鋼典型的組織是鐵(tiě)素體+珠光體,珠光體中碳化物的主(zhǔ)體(tǐ)是層片狀,鐵素體在鋼管運行過程中變(biàn)化不大。12CrlMoV鋼主蒸汽管運行溫度在540℃左右,運行後(hòu)珠光體的變化非常明顯,其形態變化特征鮮明,即層片狀的碳化物(主要是滲碳體)逐漸分解、聚集(jí)和球化,同時碳化物顆粒趨於增大,試(shì)驗(yàn)結果與12CrlMoV的(de)碳化物標準準(zhǔn)評級(jí)方(fāng)法(fǎ)(五級法)是一致的。
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