T92钢中Laves相在内压蠕变过程中析出特征和电化学响应行为研究

为了研究将电化学方法用于马氏体耐热钢蠕变损伤评估的可用性,选取不同蠕变损伤程度的内压蠕变T92钢试样,对其蠕变过程中的显微组织演变,尤其是Laves相的析出行为进行系统的表征和分析,同时对Laves相在碱性体系中的电化学响应行为开展系统研究。根据扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等显微分析结果,T92钢随内压蠕变过程出现了马氏体板条细碎化、晶内应变增大等特征,同时Laves相迅速析出并长大,其粒径和百分比均逐渐增大并出现团簇和元素偏聚。根据其在NaOH溶液中的动电位极化曲线可知,Laves相可在浓强碱溶液中发生选择性溶解,当NaOH浓度达到8 mol/L时,Laves相选择性溶解的电流峰及对应电量值与蠕变损耗呈现较好的相关性。综上可知,T92钢在强碱性溶液中的动电位极化曲线可以有效地反映Laves相的含量,其电量值与Laves相含量变化一致,并可进一步与试样老化程度等相关联,有希望作为一种无损检测技术用于现场管道的老化评估。

铝化物涂层对T92钢高温力学性能的影响

在高温下长时间暴露,钢材表面的铝化物涂层与母材间容易发生元素互扩散,对母材组织产生影响,进而影响母材的力学性能。为研究超超临界机组用T92钢表面铝化物涂层的高温强度特性,采用低温粉末包埋渗铝法在T92钢锅炉管内壁制备铝化物涂层,并在室温至625℃环境中进行拉伸试验以及在625℃环境中进行持久试验,结合扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)观察及X射线衍射分析,研究铝化物涂层对T92钢基体拉伸性能与持久寿命影响行为。研究结果表明:低温粉末包埋渗铝可在T92锅炉管内壁制备厚度约30.4μm的双层结构铝化物涂层,各层结构连续均匀且组织稳定,与母材呈冶金结合;在室温至625℃拉伸过程中,涂层为柱状晶结构且表面发生皴裂;625℃长时持久蠕变过程中,Fe-Al涂层裂纹数量分布多,但裂纹深度浅,极少数裂纹向基体扩展;高应力状态下大应变导致涂层发生局部剥落。铝化物涂层经长时间蠕变形变,仍与T92钢基体呈良好的冶金结合。

基于深度敏感压痕研究高温时效对HR3C/T92异种钢焊接接头局部力学性能的影响

应用深度敏感压痕技术(DSI)研究了高温时效对HR3C/T92焊接接头局部力学性能的影响。通过引入压痕特征参量来表征焊接接头各区域的强度、塑性与韧性,采用Oliver和Pharr方法计算弹性模量,并结合微观组织结构演化对时效后HR3C/T92焊接接头局部力学性能的变化进行了分析。结果表明:高温时效后,HR3C侧与焊缝的强度增强,塑性与韧性下降,但在T92一侧,力学性能的变化与之相反;高温时效后,HR3C侧与焊缝中析出大量的第二相粒子;在T92一侧,马氏体板条出现回复,位错出现湮灭。

T91/T92钢与不锈钢焊接接头硬度偏高的原因及热处理工艺优化

从焊接电流、焊后热处理温度及热处理设备三方面,对超(超)临界电站锅炉T91/T92与不锈钢焊接接头T91/T92钢侧热影响区硬度偏高的原因进行了分析和试验验证,提出了相应对策。结果表明:焊接电流对焊接接头硬度的影响较小。焊后热处理温度低于730℃的异种钢接头T91钢侧热影响区硬度偏高。该异种钢焊口排列发生位移、履带式电热器焊后局部热处理的有效加热范围较小是造成接头T91钢侧热影响区硬度偏高的主要原因。因此,焊后热处理温度宜选择为730~770℃,并提出了一种新型马弗炉焊后局部热处理方法,其有效加热宽度为220 mm,能保证焊后热处理效果。

T92/Super304H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用钨极氩弧焊(GTAW)技术,采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝实施T92/Super304H异种钢焊接,并对接头的显微组织结构及力学性能进行测试分析。结果表明:T92侧热影响区(HAZ)中粗晶区析出大量的第二相颗粒,细晶区则为细小的索氏体组织;Super304H侧HAZ奥氏体晶粒长大,晶界析出明显;ERNiCr-3焊接的焊缝组织呈胞状结构,晶粒粗大;ERNiCrMo-3焊接的焊缝组织呈柱状晶组织特征。ERNiCrMo-3焊接的接头强度、塑性及硬度较大,拉伸断裂位于Super304H母材;而ERNiCr-3焊接的接头强度、硬度较低,但冲击韧性较高,拉伸断裂位于焊缝。

T92钢管长时高温组织稳定性及性能研究

对国产T92钢管进行了650℃高温时效试验、蠕变断裂试验和组织研究.结果表明：经650℃高温时效和蠕变断裂试验后,3种现象同步发生,即位错密度下降、亚晶粒数量增加以及析出相的演变;M23C6型碳化物的迅速粗化长大以及Laves相的析出与粗化主要出现在3 000 h附近;在3 000~10 000 h时效过程中,M23C6型碳化物的长大速率并不明显,形态较稳定,这与Laves相从基体中析出并迅速粗化有关;经10 000 h时效后,T92钢管仍然保持稳定的马氏体板条形态,但蠕变断裂试验后,部分板条马氏体开始向等轴亚晶转变.

T92/Super304H异种钢焊接接头的性能研究

根据新型耐热钢T92和Super304H钢的焊接特点制定了适宜的焊接工艺,研究了焊制的T92/Su-per304H异种钢焊接接头的力学性能。结果表明,T92/Super304H异种钢接头的各项力学性均能满足使用要求。焊缝金属的韧性远低于T92钢侧热影响区,焊缝金属的结晶形态对焊缝韧性有很大的影响。焊接接头中焊缝金属的硬度值最高,而T92钢侧热影响区硬度最低,并且不同热影响区部位显微硬度变化较大,Super304H钢侧热影响区硬度变化不大。

T92/TP347H异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNiCrMo-3两种镍基焊丝,GTAW法实现T92/TP347H异种钢管焊接。研究了接头的显微组织结构、熔合区(线)两侧的成分分布和接头的力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能影响等。结果表明:T92/TP347H异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;TP347H侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳化物析出。两种焊丝焊接的T92/TP347H异种钢接头拉伸断裂面位于TP347H侧母材,焊缝强度较高;ERNiCrMo-3焊接接头的强度高于ERNiCr-3焊接接头,但塑、韧性不如后者。750℃,30 min焊后热处理,有助于降低T92侧HAZ硬度,改善接头的综合力学性能。

蒸汽侧氧化膜对超临界机组T92钢管壁温的影响

通过建立T92钢受热管及其蒸汽侧氧化膜的数值分析模型,定量分析了不同厚度氧化膜对T92钢受热管壁温的影响,并在此基础上得出了不同受热条件下导致T92钢管超温运行的氧化膜的临界厚度值.结果表明:随着氧化膜厚度的增加,管壁平均温度和平均温度升高幅度均呈近似线性增加;且管内壁温度越高、管外热流密度越大,氧化膜的临界厚度值越小.因此,当T92钢应用于高温受热面时,需综合考虑壁面热负荷和管内壁温度对氧化膜临界厚度的影响.

T92/Super304H异种钢焊接接头组织分析

利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和X-射线衍射等方法研究了T92/Super304H异种钢焊接接头的微观组织。结果表明,焊缝金属的基体组织为奥氏体胞状树枝晶,组织中有析出相分布,其主要为M23C6和NbC;Super304H钢侧热影响区的组织亦为奥氏体+析出相,但析出相的种类为NbC、富Cu相和M23C6;而T92钢侧热影响区组织则为回火马氏体+析出相,析出相主要为M23C6,在熔合区两侧没出现明显的增碳脱碳层。

T92锅炉钢649℃长期时效的微观组织研究

T92锅炉钢是用V、Nb元素微合金化的9Cr-0.5Mo-1.8W-VNb铁素体钢.本文研究了T92钢在649℃下经过1000、3000、5000和8000h不同时间的长期时效的微观组织的变化,并与其原始状态的微观组织进行了比较,发现随着时效时间的延长碳化物析出数量增加、尺寸略长大;碳化物类型主要为M23C6,而MX和Laves含量很少;板条状的基体组织形貌在长期时效过程中变化不大,即使经过649℃,8000h时效,仍保留板条马氏体的形貌.

新型耐热HR3C/T92异种钢接头的显微组织和性能

采用HIG-370镍基焊丝,通过手工钨极氩弧焊(GTAW)对HR3C和T92耐热钢进行焊接;利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪,并通过拉伸、弯曲、冲击和硬度试验等研究了HR3C/T92异种钢焊接接头的显微组织和性能。结果表明:获得的HR3C/T92异种钢接头强度、塑韧性良好,拉伸接头断于T92钢母材处;焊缝基体组织为奥氏体胞状枝晶,组织中的析出相主要为M23C6和NbC,HR3C钢及其侧热影响区的组织为奥氏体和M23C6、Nb(C,N)析出相,而T92钢及其热影响区的组织为回火马氏体和M23C6析出相。

超超临界机组用T92/HR3C异种钢焊接接头性能研究

采用HIG-370镍基焊丝,利用手工钨极氩弧焊方法焊制T92/HR3C异种钢焊接接头,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击和硬度试验。结果表明,采用HIG-370镍基焊丝作为填充金属,根据制定的焊接工艺进行焊接,获得了强度、塑韧性良好的T92/HR3C异种钢接头,说明所制定的焊接工艺是适宜的。

T92钢高温时效硬度变化试验及蠕变性能研究

为了研究T92铁素体钢在高温时效后的硬度变化,对其在温度700℃、725℃和750℃下进行了时效试验,结果表明,随温度的提高和时间的延长,T92钢的硬度会逐渐下降,时效温度是硬度变化的主要影响因素;硬度的降低会加剧材料蠕变寿命的损耗。结合试验数据拟合出时效硬度与Larson-Miller参数之间的关系,按照Larson-Miller参数整理得到T92钢的硬度下降规律与试验值基本一致。

超超临界锅炉管道用T92/P92钢蠕变性能

T92/P92钢高温力学性能优异,是超超临界火力发电机组的高温锅炉管道、汽轮机关键部件的理想选材。该钢可以在580-625℃之间使用,为了确保发电机组的安全运行,研究T92/P92钢高温长时服役条件下的力学性能变化是非常必要的。分析、总结了T92/P92钢高温长时作用下的蠕变力学特性以及各国学者对T92/P92钢蠕变性能研究的发现和进展。

T92钢时效硬度变化试验及蠕变寿命预测研究

硬度是衡量材料部件老化的一个重要指标,针对T92铁素体钢高温时效后的硬度变化做了详细的试验分析研究,归纳了硬度变化的原因,还对硬度法评估蠕变寿命进行了探讨,并结合试验数据,根据硬度法外推了T92钢的蠕变寿命。

热变形条件对T92钢马氏体相变过程及性能的影响

在1050℃等温变形条件下,研究了变形量对T92钢马氏体相变过程及性能的影响。结果表明:随变形量不断增大,马氏体尺寸减小,位错密度增加,同时应变诱发形核,使冷却过程中马氏体转变开始温度提高。大变形量可为MX型碳氮化物的析出提供更多的形核位置,从而使MX型碳氮化物呈细小均匀的弥散析出,对位错可产生强烈的钉扎作用,提高铁素体耐热钢的高温强度。

T92钢管在650℃下蠕变断裂后的显微组织研究

采用透射电子显微镜和能谱仪分析了T92钢在650℃下分别经过140 MPa(断裂时间344.6 h)、120 MPa(断裂时间1 283 h)和100 MPa(断裂时间4 383 h)蠕变断裂后的微观组织变化.研究结果表明:随着蠕变断裂时间的延长,碳化物析出数量增多、尺寸变大;蠕变过程中,在基体中有缺陷的地方常有金属间化合物Laves相析出,且它的长大速率超过碳化物和碳氮化合物,经4 383 h的蠕变断裂后,其颗粒尺寸可长大到900 nm;钢样品中的微结构发生了明显变化,大量的马氏体板条发生了变形、分解和回复,但仍有一部分马氏体板条保留了原来的形貌.

超超临界锅炉管用T92/P92钢研究进展

T92/P92钢凭借优异的综合性能,现已成为超超临界机组锅炉主蒸汽管道的主要用钢。综述了近期国内外学者对T92/P92钢的研究概况,重点总结了材料的原始组织状态、蠕变或时效过程中的相变过程、材料强化机理、蠕变寿命预测及长时蠕变强度过早降低的原因,并对今后该领域的一些研究工作进行了展望。

T92钢焊接接头的组织和韧性研究

通过硬度试验、冲击试验、断口扫描和金相组织观察,研究了T92钢焊接接头的韧性与组织的关系。结果表明,焊缝的硬度值高,冲击功值低,其断口形貌与焊接热影响区的有显著差异,而焊缝金属组织中粗大的马氏体板条及板条束是导致焊缝韧性明显低于HAZ的主要因素之一。