火力發電廠鍋爐高溫過熱器和高溫再熱器的正(zhèng)常使用溫度
火力發電廠鍋爐高溫過熱器和高溫再熱器的正常(cháng)使用溫度約(yuē)為540℃。在使用過程(chéng)中,往往會(huì)由於某種原因造成爐管的局部過熱,有時爐管的溫度(dù)可以達到800℃以上,因此本實驗采用650℃、750℃、850℃三個溫度進行試驗。試樣分別放人設定好溫度(dù)的馬弗爐中長時間保溫,並間隔一定時間(jiān)取出部分試(shì)樣進行分析。
1.4金相(xiàng)分析
金相樣品從(cóng)爐中取出空冷,然後打上鋼號以便記錄。金相組織的觀察主要(yào)在OLYMPUS金相顯微鏡下完成。
2試驗(yàn)結果(guǒ)與討(tǎo)論
2.1選擇金相組織侵蝕劑
因為本次試驗的金相試樣實際上為三種金屬的組合(12Cr1M0V、H0Cr19Ni9、TP304H),所以單純以一種侵蝕劑同時顯示三種金屬的(de)組織是(shì)不會很理想的,需采用分類侵(qīn)蝕顯示的方法,由於TP304H和HOCrl9Ni9較為相近,可以選擇同(tóng)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(huà)物析出相。但是如果碳化物消失,或(huò)在供(gòng)貨狀態下還未析出碳化(huà)物,使用FeC1s—HC1水溶解就得不到預期的結果。此時可以采用(yòng)Cr03—HC1水溶液或王水溶液,王水溶液侵蝕時間短,不易(yì)掌握,故一般采用Cr03—HC1水溶液。12Cr1MoV的侵蝕劑一般采用硝(xiāo)酸酒精溶液,侵蝕10S左右(yòu)更可以看到珠光體組織。
2.2TP304H鋼(gāng)的碳化物析(xī)出變化規律
TP304H鋼經過高溫固溶熱處理,形(xíng)成奧(ào)氏體單相組織,在一定溫度(dù)下(xià)保溫時,碳(tàn)化物又會沿奧氏體晶界析出長大。在650℃溫度條件下,碳化物呈麻(má)點狀在晶界及其附近區域析出。在750℃溫度條件下,碳化物析出明顯加快,在晶界(jiè)和孿(luán)晶上可以清(qīng)晰地看到碳化物顆粒。而在850℃溫度條件下,短時間內便(biàn)有碳化物顆粒析出,且碳化物鏈已斷開,奧氏體晶(jīng)內亦有麻點狀碳化物(wù)析出。通過金(jīn)相分析可以(yǐ)看到,隨著試驗溫度的升高,碳化物析出的一般過程為:析出小顆粒一小顆粒長大並連成鏈一碳(tàn)化物鏈長大一碳化物鏈斷開形成大顆粒。
碳化物的析出使材料出現高溫脆化現象,對材料的使用性能是有害的。在不同的溫度(dù)條(tiáo)件下,碳化物析出形態和(hé)析(xī)出程度有很(hěn)大變化。溫度越高,保溫時間越長,碳化物析出越快,顆粒越大,高溫脆化現象越嚴重。
2.3焊(hàn)縫的組(zǔ)織變化
試驗所用焊(hàn)絲的牌號為HOCr19Ni9,是一種與TP304H相似的18—8型奧氏體不鏽鋼焊絲。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奧氏體鋼平衡態為奧氏體+鐵素體+碳化物複相組織,實際的單相奧氏體是通(tōng)過熱處理的配合獲得的。焊縫未經過(guò)高溫固溶處理,所以得到鑄態組織(zhī),與(yǔ)平衡態組織相似(sì)。由於焊接時溫度較高(gāo),即相當於(yú)在高溫(wēn)下(xià)加熱,所以會形成鐵素體,在650℃~85O℃下還會有盯相析出。盯相與(yǔ)碳化物混合在(zài)一起,需經過染色才能區別於碳化物。盯相的析(xī)出導致鋼的脆性增加,耐蝕性和抗氧化能力下降。
焊縫經(jīng)過一段(duàn)時間保溫(wēn)後,在(zài)奧氏體與鐵素體交界處開始有碳化(huà)物析出。隨著在不同溫度(dù)下(xià)保溫時間的延長,碳化物漸漸聚集長大,最後碳化物呈(chéng)顆粒(lì)狀(zhuàng)分布於(yú)晶界(jiè)上。不(bú)同溫度下碳化(huà)物形(xíng)態有所不同,高溫下碳化物析出較快,顆粒長大現象明顯(xiǎn)。650℃溫度下晶界呈樹枝狀,隨保溫時(shí)間延長樹枝晶漸漸變短,碳化物在晶界上析出長大,最後形成碳化物(wù)顆粒;在750℃下,上(shàng)述變化更明顯,樹枝晶變短、變寬,碳(tàn)化(huà)物顆粒清晰可見;在850℃下碳化(huà)物析出嚴重,碳化物呈球狀,並聚集長大。
2.412CrlMoV鋼的碳化物析出變化規律(lǜ)
12CrlMoV鋼典型的組織是鐵素體+珠光體,珠光體中碳化(huà)物的主體是(shì)層片狀,鐵素體在(zài)鋼(gāng)管運行過程中(zhōng)變化不大。12CrlMoV鋼主(zhǔ)蒸汽管運行溫(wēn)度在540℃左右,運(yùn)行(háng)後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(tǐ))逐漸分解、聚集和球化,同時(shí)碳化物顆粒趨於增大,試驗結(jié)果與12CrlMoV的碳(tàn)化物標準準評級方法(五級法)是一致的。
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