运行15万h后F12钢主蒸汽管道剩余寿命的预测与试验验证

通过对已累积运行15万h后F12钢主蒸汽管道取样弯管的持久强度以及高温蠕变裂纹开裂和扩展速率的试验研究,应用积累的F12钢高温持久性能数据,确定原始材料的LarsonMiller方程,并据此方程和弯管的持久性能数据,统计估算取样弯管的剩余寿命和等效运行应力;再应用高温蠕变裂纹开裂和扩展寿命评估法,计算取样弯管在等效运行应力条件下的高温蠕变裂纹开裂和扩展寿命,并对其进行剩余寿命评估;最后根据弯管的显微组织对预测结果进行了验证。结果表明:用Larson-Miller参数法评估得到的主蒸汽管道的剩余寿命为73 515h,等效运行应力为103.97MPa;用蠕变裂纹开裂和扩展寿命评估法得到的剩余寿命为153 354h;该主蒸汽管道仍可正常运行近10a;预测结果与试验验证结果一致。

高温管道用中Cr(F12类)钢的材质状态与热强性关系

为了研究不同火力发电厂高温管道用Cr(F12类)钢在供货状态以及实际工况下运行不同时间后的材质状态,多次取样进行了成分、拉伸性能、硬度、冲击韧性、脆性转变温度、金相检验及持久强度等检验,对不同服役状态下F12钢的力学性能、显微组织、高温热强性能以及寿命评估进行了对比总结分析,结论表明管材原始冶金质量或最终热处理工艺控制得到的材质状态是制约F12类钢管道长期安全使用寿命的重要因素,而材料的短时性能、组织状况和高温热强性能间存在显著的对应关系。

长期高温时效F12耐热合金钢中碳化物形态和组分变化

热电厂中质材为X20CrMoV12.1耐热合金钢主蒸汽管线在550℃高温条件下长期服役,材料的性能和组织结构发生明显变化,研究结果表明:材料在常温条件下表现为脆性,但没有出现一般耐热钢常见的软化现象;显微组织也发生显著退化,出现明显的蠕变特征.晶界和品内碳化物严重粗化或球化,经电子衍射和X射线能谱分析,碳化物基本上都是M23C6.分布在晶界、亚晶界和晶内的M23C6碳化物的形态和组分存在一定差异,这可能与碳化物粗化过程相关.晶内有细小弥散的富钒碳化物MC在长期高温时效过程中沉淀,是材料保持硬度的重要原因.

超期服役F12耐热钢断裂失效与组织结构的相关性

采用金相、SEM和XRD等方法,对原始及不同服役阶段的F12马氏体耐热钢试样的性能和组织结构进行了分析和比较.结果表明:随着服役时间的延长,试样的力学性能明显下降;在不同服役阶段,F12马氏体耐热钢试样的显微结构发生了明显变化,不仅出现原奥氏体晶界处碳化物的粗化、基体组织中α-Fe的晶格常数减小,且断裂态马氏体组织完全分解,并在晶界粗化的碳化物处形成蠕变孔洞.马氏体组织分解、碳化物粗化和基体组织合金元素贫化是直接导致材料性能下降的原因.

F12耐热钢的性能分析及失效研究

F12耐热钢是一种典型12Cr耐热钢,开发于上个世纪中前期,六十年代得到了推广应用,现在仍然是许多热电厂的主要部件用材。本文主要分析了F12的基本结构、性能,对其性能劣势进行了探讨,并进一步分析了长期服役后材料性能、组织退化的特点,为今后的研究提供有益的参考。

F12钢主蒸汽管道焊缝裂纹返修处理

分析了F12钢的焊接性和影响其焊接质量的主要因素 ,提出了F12钢焊接及焊后热处理规范 ,及合理的返修工艺。保证了焊接质量。

高温长期运行后F12钢焊接接头的显微组织和冲击韧性

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和冲击试验机等研究了F12钢焊接接头高温运行16.5万h后的显微组织和冲击韧性。结果表明:高温运行16.5万h后,F12钢焊接接头中的马氏体发生分解,接头中的析出相主要为M23C6型碳化物,其在晶界析出并聚集长大,呈孤立的颗粒状或链状分布;F12钢焊接接头出现显著的时效脆化现象,这与组织中M23C6相的析出、聚集长大有关;母材冲击断口为沿晶断裂,焊缝金属的为解理断裂。

电站常用的F12钢长期运行后的疲劳损伤研究

F12钢是介于珠光体耐热钢和奥氏体耐热钢间最合适的钢种,具有良好的耐高温、耐腐蚀以及优良的强韧性和高温抗氧化性,大量作为超高压电站锅炉材料。文章主要介绍了F12钢力学性能和疲劳断裂的研究进展。从微观组织、疲劳寿命以及疲劳断口分析了F12钢的疲劳性能。影响F12钢疲劳寿命的因素主要包括温度、应变幅等。材料在不同影响因素作用下,其疲劳寿命存在一定差异。

长期高温运行后F12钢的时效脆化

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪及冲击试验机研究了运行165 000 h后F12钢的脆化现象。结果表明,高温运行后F12钢马氏体基体发生分解细化,M23C6在晶界析出并聚集长大,呈连续链球状或孤立颗粒状分布,引起晶界显著脆化。