15CrMoG耐热钢高温变形行为及Arrhenius本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对15CrMoG耐热钢进行了变形温度为1173.15~1473.15 K,应变速率为5~20 s^(-1)的高温压缩实验。实验数据表明,15CrMoG具有负的温度敏感性和正的应变速率敏感性,且再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而明显增加。通过线性拟合求解出Arrhenius本构模型的材料参数,建立了基于峰值应力的表征参数和物理基参数本构模型。表征参数本构模型对峰值应力的预测值与实验数据的皮尔森相关系数为0.99824,物理基参数本构模型对峰值应力的预测值与实验数据的皮尔森相关系数为0.99807。为进一步提升本构模型的适用性,建立了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型,实现了对整个应变范围内流动应力的预测。在整个应变范围内,对模型进行了误差分析,表征参数本构模型的最大相对误差为3.76%,物理基参数本构模型最大相对误差为6.04%。

锅炉过渡段水冷壁15CrMoG钢连接管安装阶段环向开裂的原因

通过宏观形貌检查、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察和断口形貌分析等方法,探讨了某电厂2号锅炉过渡段水冷壁15CrMoG钢连接管在安装阶段发生环向开裂的原因。结果表明:对口焊接后,鳍片尾部角焊缝未焊透处存在很大的应力集中,同时该处出现了马氏体+贝氏体的淬硬组织,显微硬度非常高,在管系拘束应力、焊接残余应力的作用下,裂纹在此萌生;该部位母材的硬度大、塑性差,在横向拉应力作用下裂纹沿管子环向扩展,从而导致管子发生环向脆性开裂。

15CrMoG钢棒材裂纹成因分析

针对某钢厂生产的15CrMoG包晶钢棒材表面易出现纵裂纹的现象,采用金相显微镜和扫描电镜对裂纹试样进行观察和分析。结果表明,15CrMoG包晶钢棒材表面纵裂纹的产生主要是由于Al和Si氧化物夹渣分布于钢坯的表层下面,在轧制过程中由于应力沿Al和Si氧化物夹渣处集中而使试样产生裂纹。

15CrMoG钢Φ450mm管坯连铸二冷工艺的优化

建立了 15CrMoG钢 (% :0 12～ 0 18C ,0 80～ 1 10Cr,0 4 0～ 0 5 5Mo)弧形连铸Φ4 5 0mm圆管坯的二冷工艺模型以优化连铸二冷工艺。生产结果表明 ,在 0 4～ 0 6m/min拉速下生产Φ4 5 0mm 15CrMoG钢圆管坯时 ,采用弱二冷工艺 ,二冷比水量 0 30～ 0 35L/kg ,延长二冷区长度 ,控制铸坯进入矫直点前表面温度在95 0℃以上 ,则铸坯的等轴晶率达 4 7 0 %～ 4 9 3% ,无中心缩孔 ,近表面和中间裂纹 0级 ,中心裂纹 0～ 0 5级 ,断面碳偏析ΔC %为 0 0 2 % ,硫偏析ΔS %为 0 0 0 5 % 。

15CrMoG耐热钢焊接接头工艺研究

通过对15Cr Mo G耐热钢焊接性分析,提出较为合理的焊接工艺,并对焊接接头进行工艺评定,评定结果符合要求,具有实用价值。

15CrMoG耐热钢高温过热器爆管失效分析

对大型电站锅炉15CrMoG耐热钢高温过热器爆管进行失效分析。采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计、材料试验机等对失效管子进行化学成分、微观组织、氧化、硬度及拉伸性能分析。结果表明：珠光体球化和内壁氧化严重,布氏硬度偏小,力学性能下降,尤其抗拉强度不能满足GB5310标准要求,是导致爆管失效的主要原因。

15CrMoG钢棒材表面缺陷机理分析和工艺改进

分析得出,棒材表面细小纵裂纹和表面裂口缺陷产生于铸坯加热之前,且与结晶器弯月面保护渣有关。利用Thermo-Calc热力学软件计算15CrMoG钢凝固相变过程,结合亚包晶钢连铸凝固特点综合分析15CrMoG钢棒材表面缺陷的产生原因和产生机理。结果表明:15CrMoG钢在固相线温度附近发生包晶反应L+δ→γ和包晶转变δ→γ,不仅导致初生坯壳生长不均匀,而且加剧P、S元素在凝固前沿的偏析。而初生坯壳不均匀是导致棒材表面缺陷根本原因。棒材表面细小纵裂纹产生于结晶器内坯壳薄弱处,经过二冷和轧制工序在夹杂物和硫偏聚处扩展长大。棒材表面裂口缺陷是初生坯壳不均匀导致结晶器内液面波动大,造成铸坯夹渣所致。通过控制[C]0.16%~0.17%、[S]≤0.005%、保护渣碱度1.2、熔点≥1 200℃、粘度≥1.0Pa·s,260 mm×30mm铸坯水量150 m^3/h,拉速0.5 m/min等措施,裂纹合格探伤合格率由原45%提高至98%。

电站锅炉管用钢15CrMoG的生产实践

锅炉管用钢15CrMoG(/%:0.12～0.18C、0.17～0.35Si、0.40～0.70Mn、≤0.015P、≤0.010S、0.80～1.10Cr、0.40～0.55Mo、≤0.08V、≤0.020Alt)要求非金属夹杂物的级别C≤1.0、Ds≤1.0。该钢的生产流程为铁水预处理-120 t LD-LF-RH-280 mm×380 mm连铸坯-轧制Φ100～Φ120 mm圆管坯。通过铁水深脱硫、LD终点控制0.03%～0.09%C、0.004%～0.012%P、0.006%～0.015%S,加铝铁2.5 kg/t的低铝脱氧,使用碱度为3～4的精炼渣,使中间包钢水的P含量为0.005%～0.012%,S含量0.005%～0.008%,Al含量为0.004%～0.008%,圆管坯的各项指标均满足用户协议要求。

15CrMoG耐高温合金钢Johnson-Cook本构模型建立与精度分析

目的掌握不同条件下15CrMoG的高温流变规律。方法在变形温度为1173.15、1273.15、1373.15、1473.15K,应变速率为5、10、15、20s^(-1)条件下,对15CrMoG进行等温压缩实验。根据实验数据构建15CrMoG的Johnson-Cook本构模型,并对应变速率强化参数C和温度敏感系数D进行分别修正和同时修正。将修正后的3种模型预测值与实验值进行线性拟合,分别得到各模型的相关系数。引入相对误差ARE函数,计算不同条件下各模型的平均误差,通过对比得到精度较高的模型。结果15CrMoG具有温度和应变速率敏感性,高温流变曲线整体呈现先上升后平稳的趋势。拟合取值的局限性导致未修正的本构模型的精度较差。在较低变形温度下,修正后的模型均具有良好的预测精度,在高变形温度下,修正温度敏感系数的模型具有更好的适应性。3种修正模型预测值与实验值的线性相关系数均在0.9以上,具有良好的相关性。在低变形温度下,3种模型的相对误差均较小;在高变形温度下,修正温度敏感系数的Johnson-Cook模型具有较高的预测精度,最大误差为4.75%。结论对Johnson-Cook进行修正可更准确地描述15CrMoG的高温变形行为,其中修正温度敏感系数模型的误差最小,为推荐本构模型。

15CrMoG矩形坯保护渣优化实践

针对15CrMoG矩形坯出现的凹陷与纵向裂纹,设计了保护渣熔化温度、碱度、粘度等技术参数。将保护渣碱度由0.85调整到1.15,熔点由1132℃调整到1200℃,粘度由0.67 Pa·s调整到1.4 Pa·s,提高保护渣的析晶率,增大固态渣膜厚度,提高热阻,均匀稳定了传热;同时将保护渣熔速由70 s优化到32 s,控制振动参数,提高非正弦振动偏斜率,增大保护渣消耗量,改善润滑。通过保护渣理化指标和振动参数的优化,消除了铸坯表面凹陷与纵向裂纹。不良铸坯的精整处理比例大幅降低,减少了铸坯修磨工作量,提高了金属收得率。

15CrMoG高压锅炉管在线热处理混晶的产生原因分析与工艺改进

针对常规在线正火+回火处理的Φ530mm×18mm规格15CrMoG高压锅炉管存在混晶及个别粗大粒状贝氏体团的现象进行分析,指出其主要原因是:精密斜轧变形温度低导致金属部分再结晶,小晶粒再结晶细化而大晶粒很难发生细化。提出了解决办法,即钢管在线正火前先冷却到500℃以下,而后再进行正火处理。采用该在线正火新工艺处理的钢管获得了细小和均匀的铁素体+珠光体组织,与离线正火处理获得的组织无异。

100t LF Si-Ca脱氧低铝锅炉管用钢15CrMoG夹杂物分析

高压锅炉管用钢15CrMoG(/%:0.12~0.18C,0.17~0.35Si,0.40~0.70Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.80~1.10Cr,0.40~0.55Mo,≤0.020Alt)的生产工艺流程为60%铁水+优质废钢-100 t UHP EAF-LF-VD-Φ500mm坯连铸-轧制。通过电弧炉出钢Al-Si预脱氧,LF精炼Si-Ca脱氧,优化精炼渣系的组成为(/%):55~60CaO,30~35Al_2O_3,5~10SiO_2,(CaO)/(Al_2O_3)=1.41~1.74,精炼后钢水中的Alt为0.011%~0.014%。Φ140 mm和Φ160 mm热轧材的夹杂物分析结果表明,钢中夹杂物中MnS为10%,铝酸钙为75%,SiO_2 7.5%,含Ti氧化物5%,其它2.5%,钢中≤5.0μm夹杂物占95%以上,满足锅炉管用钢15CrMoG的技术要求。

15CrMoG钢屈服强度偏低的原因及改进措施

本文针对15CrMoG钢热处理后出现屈服强度偏低的原因进行分析,并提出了改进措施。结果表明:控制钢的中C、Cr和Mo元素的含量以及正火冷却方式,可提高15CrMoG钢的屈服强度。且制样方式对拉伸性能有一定的影响。

1000MW机组锅炉水冷壁焊接接头失效分析

通过观察并分析裂纹宏观和微观形态、金相、硬度、扫描电镜、能谱及接头结构,研究了1000 MW超超临界机组锅炉水冷壁安装焊缝裂纹失效原因。结果表明:焊缝根部间隙、焊缝根部凸出及其硬度超标;焊缝组织粗大及低熔点碳化物相偏析,弱化晶界;焊缝存在微裂纹,根据焊缝内部微裂纹氧化物相分析可确定为焊接热裂纹。在运行高温高压应力作用下,裂纹扩展最终导致开裂失效,焊接热裂纹是造成接头失效的主要原因。

短时超温对低温再热器材料组织和性能的影响

某电厂1号锅炉的低温再热器发生了短时超温,通过对超温严重部位取样进行金相检验、室温和高温拉伸试验、室温冲击试验和硬度测试,对该低温再热器的材料状态进行了评估。结果表明:该低温再热器的SA-210℃钢运行管显微组织正常,未发生球化;15CrMoG钢和12Cr1MoV钢运行管分别发生了倾向性球化和轻度球化,但其各项力学性能指标仍均能满足相关标准技术要求,且处于较高水平;所以该1号锅炉低温再热器材料目前整体状况较好,能够满足正常工况下安全运行的要求。

循环流化床锅炉高温过热器泄漏原因分析

某电厂循环流化床锅炉用15CrMoG钢高温过热器在服役22 000h后的水压试验中发生泄漏。采用宏观检查、化学成分分析、硬度试验、金相检验、扫描电镜与能谱分析等方法对其泄漏原因进行了分析。同时,提出了相应的改进措施。结果表明:高温过热器管内电化学腐蚀和管外烟气腐蚀共同作用造成壁厚严重减薄,最终导致管道泄漏。

电厂锅炉水冷壁爆管原因分析

采用化学成分分析和金相检验等方法对发生爆管的电厂锅炉水冷壁管进行了综合分析。结果表明:可能是由于管内存在异物堵塞等原因造成短时急剧过热,从而使材料的高温强度降低发生开裂。

锅炉受热面复合陶瓷涂层的抗高温腐蚀性能

为寻找燃煤锅炉受热面高温腐蚀问题的解决方法,以过热器材料15CrMoG钢为研究对象,采用料浆法在其表面涂覆复合陶瓷涂层,并对涂层进行500℃高温烧结。分别测试了基材及涂层试样在SO_2、H_2S和硫酸盐环境下的抗高温腐蚀性能。结果表明:涂层表面不存在较大孔隙、裂纹等缺陷,涂层与基体之间具有较好的结合状态;涂层试样抗SO_2、H_2S和硫酸盐腐蚀性能优于基材15CrMoG钢,分别为基材的3.3,6.5,1.4倍;涂层经SO_2及H_2S气体腐蚀后,表面都生成了K_2SO_4颗粒,但由于涂层内部较为致密,阻止了S元素继续向内部扩散,因此涂层内部几乎没有K_2SO_4颗粒。

15CrMoG钢管的寿命评估新方法

采用高温加速时效的方法模拟15CrMoG钢管珠光体组织球化的演变过程并测试不同球化程度下的布氏硬度,结合现场检测对电站锅炉15CrMoG钢管进行硬度和球化程度分析。基于Matlab软件模拟建立硬度与珠光体球化之间的关系模型,提出15CrMoG珠光体组织的球化与温度和时间之间的关系公式,即温度和时间对组织球化进程的影响,进而提出该钢管寿命评估的新方法。

电厂高压锅炉用15CrMoG无缝钢管中钼分析方法研究

15CrMoG无缝钢管是一种大量使用的高压锅炉钢管。本文基于钼与硫氰酸钠的显色反应,建立了光度法测定15CrMoG无缝钢管样品中钼的方法。采用硫酸-磷酸混合酸溶解试样,在硫酸-高氯酸介质中以氯化亚锡为还原剂,钼与硫氰酸钠生成橙红色络合物,测量其吸光度,吸光度与钼含量在质量分数0.11%—0.89%范围内呈线性关系。本法采用更接近于真实样品的标钢溶液建立校准曲线,实验表明,该方法准确、简便。测定了不同厂家15CrMoG无缝钢管中的钼,测定结果满意。