火力發電廠鍋爐高溫(wēn)過熱器和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的正常使(shǐ)用溫度約為(wéi)540℃。在使用過程中,往(wǎng)往會由於某種原因造(zào)成爐管的局部過熱,有時爐管(guǎn)的溫度可以達到800℃以上,因此本實驗采(cǎi)用(yòng)650℃、750℃、850℃三個溫度(dù)進(jìn)行試驗。試樣分別放人設定好溫(wēn)度的(de)馬弗爐中長時間保溫,並間(jiān)隔一定時間取出部分試樣(yàng)進(jìn)行分析。
1.4金相(xiàng)分析
金相樣品從爐(lú)中取出空冷,然後(hòu)打上(shàng)鋼號以便記錄。金相組織的觀察主要在(zài)OLYMPUS金相顯(xiǎn)微(wēi)鏡下完成。
2試驗結果與討論
2.1選擇金相組織侵蝕劑
因為本次試驗的金(jīn)相試(shì)樣實際(jì)上為三種(zhǒng)金屬的組(zǔ)合(12Cr1M0V、H0Cr19Ni9、TP304H),所以單純以一種侵蝕劑同時顯示三種金屬的組織是不會很理想的,需采用分類(lèi)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(shí)劑。常(cháng)用顯示TP304H奧氏體(tǐ)不鏽鋼的侵蝕劑為FeCl—HC1水溶液,可以較好地顯示(shì)碳化(huà)物析出相。但(dàn)是如果碳(tàn)化物消(xiāo)失,或在(zài)供貨狀態下還未析出碳化(huà)物,使用FeC1s—HC1水溶解就得不到預(yù)期(qī)的結果。此時可以采用Cr03—HC1水溶液或王水溶液,王水溶(róng)液(yè)侵蝕時(shí)間短,不易掌握,故一般采用Cr03—HC1水溶液。12Cr1MoV的(de)侵蝕(shí)劑一般采用硝酸酒精溶液,侵(qīn)蝕10S左右更可以看到珠光體組(zǔ)織。
2.2TP304H鋼的碳化物析出變化規律
TP304H鋼經過高溫固(gù)溶熱處理,形成奧氏體單相組織,在一定溫度下保(bǎo)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,碳化物呈麻點狀(zhuàng)在晶界及(jí)其附近區域析出。在(zài)750℃溫度條件下,碳化物析出明顯(xiǎn)加快,在晶界和(hé)孿晶上可以清晰地看到碳化物顆粒。而在850℃溫(wēn)度條件下,短時間內便有碳化物顆粒析出,且碳(tàn)化物鏈已斷開,奧氏體晶內亦有麻(má)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(shēng)高,碳(tàn)化物析出(chū)的一般過(guò)程(chéng)為:析出小顆粒一(yī)小顆粒長大並(bìng)連成鏈一碳化(huà)物鏈長大一碳化物鏈斷開形成大顆粒。
碳(tàn)化物的析出使(shǐ)材料出現高溫脆化現象,對材料的使用性能是有害的。在不(bú)同的(de)溫度條件下,碳化物析出形態和析(xī)出程度有很(hěn)大變化。溫度越高,保溫時間越(yuè)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(zǔ)織變化
試驗所用焊絲的牌(pái)號(hào)為HOCr19Ni9,是一種與TP304H相似的18—8型奧氏體不鏽鋼(gāng)焊絲。焊縫的原始(shǐ)組(zǔ)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(píng)衡態為奧氏體+鐵素體+碳化物複相組織,實際的單(dān)相奧(ào)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(suǒ)以(yǐ)得到(dào)鑄態組織,與(yǔ)平衡態組織相似(sì)。由於焊接(jiē)時溫度較高,即相當於在高溫下加熱,所以會形成鐵素體,在650℃~85O℃下還會有盯相析出(chū)。盯相與碳化物混合在一起,需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(xìng)和抗氧(yǎng)化能力下降。
焊縫(féng)經過一段時(shí)間保(bǎo)溫後,在奧氏體與鐵素體交界(jiè)處開始有碳化物析(xī)出。隨著在不(bú)同溫度下保溫時間的延長(zhǎng),碳化物漸漸聚集長大,最後(hòu)碳化物呈顆粒狀分布於晶界上。不同溫度(dù)下碳(tàn)化物(wù)形態有(yǒu)所不(bú)同,高溫下碳化物(wù)析出較(jiào)快,顆粒長大現象明顯。650℃溫度下晶界呈樹枝狀,隨(suí)保溫時間延長樹枝晶(jīng)漸漸變短,碳化物在晶界上析出長大,最後形成碳化物顆粒;在(zài)750℃下,上述變化更明顯,樹(shù)枝(zhī)晶變短、變寬,碳化物顆粒(lì)清晰(xī)可見;在850℃下碳化物析出嚴重,碳(tàn)化物呈球狀,並聚集長大。
2.412CrlMoV鋼的碳化(huà)物析出變化規律
12CrlMoV鋼典型的組織是鐵素體+珠光體,珠光體中碳化物(wù)的主體是層(céng)片狀,鐵素體在鋼管運行過程(chéng)中變化不大。12CrlMoV鋼主(zhǔ)蒸汽管(guǎn)運行溫度在540℃左右,運行後珠光體的變化非(fēi)常明顯,其(qí)形態變化特征鮮(xiān)明,即層片狀的碳化物(主要是滲碳體)逐(zhú)漸分解、聚集和球(qiú)化,同時碳化物(wù)顆粒趨於增大,試驗結果與12CrlMoV的碳化物(wù)標準準評級方法(五級法)是一(yī)致的。
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