火力發電廠鍋爐高溫(wēn)過熱(rè)器和(hé)高溫再熱器的正常使用溫度
火力發電廠鍋爐高溫過熱器和高溫再熱器(qì)的正常使(shǐ)用溫度約為540℃。在使用過程中,往往(wǎng)會由於某種原因造成爐管的局部過熱,有時爐(lú)管(guǎn)的溫度可以達到800℃以上,因(yīn)此本實(shí)驗采用650℃、750℃、850℃三個(gè)溫度進(jìn)行試驗。試(shì)樣分別放人設定好溫度(dù)的(de)馬弗爐中(zhōng)長時間保溫,並間隔一定時間取出部分試樣進行分(fèn)析。
1.4金相分析
金相樣品從(cóng)爐中取出空冷,然後打上鋼號(hào)以便記錄。金相組織的觀察主要在OLYMPUS金相顯微鏡(jìng)下完成。
2試驗結果與討論
2.1選擇金相組織侵蝕劑
因為本次試驗的(de)金相試樣實際上為(wéi)三種金屬的組(zǔ)合(12Cr1M0V、H0Cr19Ni9、TP304H),所以單純以一種侵蝕劑同時(shí)顯示三種金屬(shǔ)的組織是不會很理想(xiǎng)的,需采用分類侵蝕顯示的方法,由於TP304H和HOCrl9Ni9較(jiào)為相近,可以選擇同一種侵蝕劑。常用顯示TP304H奧氏(shì)體不鏽鋼的侵蝕劑為FeCl—HC1水(shuǐ)溶液,可以較好地顯示碳化物析出相(xiàng)。但(dàn)是如果碳(tàn)化物消失,或在(zài)供(gòng)貨狀態下還未析出碳(tàn)化(huà)物,使用(yòng)FeC1s—HC1水(shuǐ)溶解就得不到預期的結果。此時可以采用Cr03—HC1水溶液或王水溶液,王水溶液侵蝕時間(jiān)短,不易掌握,故(gù)一般采用Cr03—HC1水溶液。12Cr1MoV的侵蝕劑一般采用硝酸酒精溶液,侵蝕10S左右更可以(yǐ)看到珠光體組織。
2.2TP304H鋼的碳化物析出變化(huà)規律
TP304H鋼經過高(gāo)溫固溶(róng)熱處理,形成奧氏體單相組織(zhī),在一定溫度下保溫時,碳化物又會沿奧氏體晶界析出長大。在650℃溫度條件(jiàn)下,碳(tàn)化物呈麻點狀在(zài)晶界及其附近(jìn)區域析出。在750℃溫度條件下,碳(tàn)化物析出明顯加快,在晶界和孿(luán)晶上可以清晰地看到碳化物顆粒(lì)。而在850℃溫度條件下,短時間內便有碳化物顆粒析出,且碳化物鏈已(yǐ)斷開,奧氏體晶內(nèi)亦有麻點狀(zhuàng)碳化物(wù)析出。通過金相分析可以看到,隨著試驗溫度的升高,碳化物析出的一般過程為:析出小顆(kē)粒一小顆粒長大並連(lián)成鏈(liàn)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(tóng)的溫度條件下,碳(tàn)化物析出形態和析出程度有很大變(biàn)化。溫度(dù)越(yuè)高,保溫時(shí)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焊縫的組織變化
試(shì)驗(yàn)所用焊絲的牌號為HOCr19Ni9,是(shì)一種與TP304H相似(sì)的18—8型奧氏體不鏽鋼(gāng)焊絲。焊縫的原始組織(zhī)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(tiě)素(sù)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(wēn)固溶處理,所以(yǐ)得到鑄態組織,與平衡態組織相似。由於焊接時溫度較高,即相當於在高(gāo)溫下加熱,所以會形(xíng)成鐵素(sù)體,在650℃~85O℃下還會有盯相析出。盯相與碳(tàn)化物混合在一起,需(xū)經過染色才能區別於碳化物(wù)。盯相的析出導致鋼的脆性增加,耐蝕性和抗氧化能(néng)力下降(jiàng)。
焊縫經(jīng)過一段時間保溫後,在奧(ào)氏體與鐵素體(tǐ)交(jiāo)界處開始有碳化物析出。隨(suí)著(zhe)在不同溫度(dù)下保溫時間的延長,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(zhǎng)大現象明顯。650℃溫度下晶界呈樹枝狀,隨保溫(wēn)時間延長樹枝晶漸(jiàn)漸變短,碳化物在晶界(jiè)上(shàng)析出長大,最後形成碳化物顆粒;在750℃下,上(shàng)述(shù)變化(huà)更明顯,樹枝晶變短、變寬,碳化物(wù)顆粒清晰可見;在850℃下碳化物析出嚴重,碳化物(wù)呈球狀,並聚集長大(dà)。
2.412CrlMoV鋼的(de)碳化物析出變化規律
12CrlMoV鋼典型的(de)組織是鐵素體+珠光體,珠光(guāng)體中碳化物的主體是層(céng)片狀,鐵素體在(zài)鋼管運行過程中變化不大。12CrlMoV鋼主蒸汽管運行溫度在540℃左右,運(yùn)行後珠光體的變化非常明顯,其形態變化特征鮮明,即層(céng)片狀的碳化(huà)物(主(zhǔ)要是滲碳體)逐漸(jiàn)分解、聚集和(hé)球化,同時(shí)碳化物顆粒趨於增大,試驗結(jié)果與12CrlMoV的碳化物標準準(zhǔn)評級方法(五級法)是一致的。
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