Influence of boron on ferrite formation in copper-added spheroidal graphite cast iron

This paper reviews the original work of the authors published recently,describing the influence of B on the matrix of the Cuadded spheroidal graphite cast iron.The effect of Cu has been corrected as a ferrite formation promoter in the matrix of the grey cast iron by the usage of high-purity material.Also,this paper focuses on the ferrite formation and the observation of the Cu distribution in the B-added and B-free Cu-containing spheroidal graphite cast iron.The Cu film on the spheroidal graphite can be successfully observed in the B-free sample using a special etching method.However,in the B-added sample,no Cu film could be found,while the secondary graphite was formed on the surface of the spheroidal graphite.The interaction between B and Cu is stressed as a peculiar phenomenon by the employment of a contrast experiment of B and Mn.The heat treatment could make Cu precipitate more significantly in the eutectic cells and in the matrix in the form of large Cu particles because of the limited solubility of Cu.

附板折弯开裂的原因及预防措施

农机链用40Mn钢附板通过折弯成形。一批直附板在冲压成形和去应力退火后折弯至90°时开裂。为揭示附板折弯开裂的原因,对开裂的附板和原材料进行了宏观分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验;复查了去应力退火工艺;对直附板进行了调质处理而不再进行去应力退火。结果表明:附板的原组织为铁素体、球状珠光体和少量片状珠光体,符合要求;去应力退火后附板组织为铁素体和片状珠光体,塑性较差,从而折弯成形时开裂;直附板的片状珠光体是去应力退火温度升高到了800℃所致;调质处理的直附板组织为回火索氏体,塑性良好,折弯成形时没有开裂。

超高压蒸汽管道开裂失效分析与预防策略

石油化工企业高压蒸汽管道多采用耐热低合金钢材料,由于长期在高温、高压条件下服役,其微观组织易发生珠光体球化及石墨化等现象,导致材料的力学性能降低,引发开裂泄漏事故。选择炼化企业四个超高压蒸汽管道开裂失效典型案例,开展服役条件、材质成分、力学性能及微观组织等方面的对比分析,探究管道的失效原因;从服役条件、日常检测与排查、预防策略等方面提出针对性措施,抑制低合金钢材料珠光体球化及石墨化现象,减少腐蚀泄漏问题的发生。为炼化企业超高压蒸汽管道的安全稳定运行提供参考。

高强度冷镦钢热机轧制工艺模拟试验研究

通过对 35 Cr Mo钢热模拟试验 ,研究高强度冷镦钢线材热机轧制工艺。试验表明 ,高强度冷镦钢经过热机轧制 ,可以避免形成马氏体和粒状贝氏体 ,提高铁素体含量 12 %～ 16 % ,因而材料被显著地软化。热机轧制可以促使珠光体直接球化 ;随热机轧制变形量增大 ,得到的铁素体晶粒越细 ,粒状珠光体的数量越多。

中碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织演变

利用热模拟压缩变形实验研究了不同形变温度以及形变速率下中碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织演变规律,探讨了中碳钢珠光体球化以及组织超细化的机理．结果表明:组织演变主要经历了动态铁素体相变、动态珠光体相变以及珠光体的球化3个阶段．为获得亚微米级别铁素体和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,需要形变温度与形变速率的配合．形变过程中珠光体球化速率比等温球化退火快4个数量级,其原因是在形变过程中产生了高密度位错及大量空位等缺陷,为碳原子的扩散提供了高速率扩散通道,促进了碳原子的扩散．渗碳体粒子在铁索体基体上的弥散分布可用溶解－再析出机制解释．

珠光体球化对20G拉伸力学性能的影响

珠光体球化是低碳钢材质20G材质老化的主要表现形式。它使20G材质的拉伸力学性能发生变化,随着球化程度的加深,抗拉强度和屈服强度都会降低,屈服强度降低得更加明显,其降低幅度以完全球化阶段为最大,但其塑性指标稍有改善。本文分析了珠光体球化导致这些变化的微观机理,指出材质老化过程中珠光体的球化会减小位错运动的阻力,使得材料的屈服强度降低,塑性略有上升。并综合材质的拉伸力学性能的变化与实际焦炭塔在工作循环中温度、应力的变化详细地分析了焦炭塔产生腰鼓变形的原因。

珠光体球化的分形研究

珠光体球化反映到金相上 ,是一种不规则图像的变化 ,并且具有分形的特征 ,可望用分形几何的方法来进行描述。以Cr Mo钢的珠光体球化为例 ,探讨用分形维数来描述珠光体球化程度 ;用小岛法对 15CrMo钢的珠光体球化图谱进行了测量。实验表明 ,珠光体球化从 1级到 6级 ,其相应的分形维数范围为 1.315 6～ 1.92 82。从电厂运行了 10 5h的 15CrMo钢管上取样 ,实测了该试样的珠光体球化等级 ,结果表明 ,以分形维数表示的球化程度与按图谱评定的球化等级完全吻合。

热轧12Cr1MoV钢在高温运行中组织和性能变化的研究

应用金相分析、Ｘ射线衍射和能谱分析及力学性能测试方法分析研究了１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢热轧态组织在高温运行中的组织和性能的变化及其对构件蠕变裂纹形成的影响。试验结果表明，热轧态组织的不均匀性和珠光体的带状分布促进了珠光体的球化和碳化物的析出，导致形成蠕变空洞和沿晶裂纹，严重降低该钢的使用寿命。

焦炭塔材料球化程度计算模型研究

本文利用在已使用 2 7年的焦炭塔上割取的腰鼓变形严重部位的板材 ,切割成条块后放入热处理炉中进行不同球化程度的热处理 ,研究材质老化程度对各种性能的影响 ,得出材质的性能是焦炭塔寿命的决定性影响因素 。

12Cr1MoV长时超温爆管分析

采用金相组织观察、化学成分分析、力学性能测试等方法分析了12Cr1MoV屏式过热器长时超温爆管原因。结果表明:屏式过热器的长期超温运行导致钢管显微组织退化(珠光体球化)以及氧化膜快速生长,两者相互影响并形成恶性循环,造成钢管高温力学性能剧烈下降。在恶劣的高温高压服役环境中,蠕变孔洞首先在晶界生成,并进一步扩展成裂纹;裂纹沿晶界扩展,并最终导致爆管。

由20号锅炉钢的球化程度估算焦炭塔寿命

在我国,一般通过研究高温状态下运行的延迟焦化装置焦炭塔20号锅炉钢的球化程度来评定焦炭塔的使用寿命,这已成为工程界常用的检测方法。但是在焦炭塔设计温度下,球化时间会很长。针对这一问题,研究了一种新的方法,采用热处理的方式来加速球化速度,然后根据公式求出设计温度下的球化时间。研究中选取运行时间已达27 a的焦炭塔的20号锅炉钢钢板试样,观察出其金相组织已达到轻度球化的程度,在此基础上对其进行了不同程度球化的热处理,获得在650℃下中度球化和完全球化所用的时间,利用珠光体球化时间计算公式计算出该焦炭塔在设计温度(475℃)下,达到中度球化和完全球化的时间,从而估算出其使用寿命。

20G硬度与球化关系研究及寿命评估新方法

通过采用高温加速时效的方法模拟20G炉管珠光体球化的演变过程并测试不同球化程度下的硬度,结合现场检测对电站锅炉20G炉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20G珠光体的球化与温度和时间之间的关系公式,进而提出一种简捷有效的电站锅炉炉管寿命评估方法。

高温过热器炉管的爆管原因

通过对断口、化学成分和显微组织等的分析,对某石化热电厂高炉高温过热器爆裂炉管进行了失效分析。结果表明:炉管在高温炉气的长期作用下发生内部珠光体球化和外表面渗硫导致晶间腐蚀开裂形成微裂纹是爆管的主要原因。

中碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织演变

在920~650℃、变形量60%、应变率分别为0.01、0.1、1、10 s-1时,进行了45钢的热模拟压缩实验。利用金相和SEM组织观察研究了变形过程中组织演变规律。结果表明：中碳钢过冷奥氏体组织转变中的动态相变和珠光体的球化对变形温度和变形速率的要求不同,变形温度对铁素体析出含量有较大影响,随着变形温度的降低,铁素体析出含量增加,但随着变形速率的增加,变形温度对于铁素体析出效果减弱。当变形温度为800℃时,中碳钢组织中开始析出形变诱导铁素体;当变形温度低到750℃时,中碳钢组织开始发生动态珠光体转变。

剧烈冷拉珠光体钢丝的组织性能演变及其对退火工艺的影响

研究了剧烈冷拉SWRH72B钢丝的组织演变及大变形量对珠光体钢丝球化退火的影响。结果表明,钢丝的抗拉强度和维氏硬度都随真应变的增大呈线性趋势提高;渗碳体片层随真应变的增大逐渐减薄,纵截面渗碳体片层最终趋向沿拉拔轴向排列,横截面珠光体片层发生了剧烈的弯曲和扭转,变形量较大时,渗碳体大量溶解。在不同温度对冷拉钢丝进行球化退火处理,发现随着真应变的增大,有效地降低了钢丝球化退火温度,缩短了球化退火时间,提高了球化均匀度。

低合金耐热钢的高温球化过程研究

以10CrMo910、13CrMo44为研究对象,进行了在不同温度与不同保温时间的高温球化模拟试验,分析了试验后试样的显微组织演变和珠光体球化的原因。结果表明:温度和保温时间对球化的影响非常显著。10CrMo910比13CrMo44球化速度快,但随着温度的升高,10CrMo910球化速度呈明显的下降趋势,说明10CrMo910在高温下更稳定。球化是个扩散过程,在一定温度下的球化过程进行是需要时间的。该结果可为选材和球化后的设备能否继续服役提供一定的参考依据。

20号钢管材在高温时效过程中组织演变研究

针对石化装置中压力容器管线、蒸汽管道常用的 2 0号钢 ,采用加速时效方法模拟了其组织状态的变化。研究结果表明 ,2 0号钢在加速时效过程中以珠光体球化、碳化物晶界析出为主要显微组织演变特征。初步建立了 2

兆瓦级风电球铁件低温冲击韧性的影响因素

为了获得具有良好低温冲击性能的兆瓦级风电球铁铸件,对实际生产中的附铸试件-20℃V型缺口冲击性能进行了测试,并对其成分、基体组织、石墨球大小及分布情况进行分析,研究了兆瓦级风力发电机组球铁件低温冲击韧性影响因素.结果表明:在低P、S的前提下,通过合理的熔炼工艺控制,终Si量在2.3%时可以使单位面积的石墨球数量增加,石墨球细小,低温冲击值最佳;Mn在0.2%～0.3%之间变化时对低温冲击韧性影响并不明显;基体组织中珠光体在5%以下时,低温冲击值无明显变化,珠光体大于12.5%时,低温冲击值急剧下降.

火电厂12Cr1MoV蒸汽管爆管原因分析

通过化学成分分析、金相检验和高温拉伸试验,结合现场实际情况综合分析的方法,对某火电厂12Cr1MoV蒸汽管爆管的原因进行了分析。结果表明:管段珠光体球化评级达4.5级,高温瞬时强度和持久强度较正常工况明显降低,表明长期超温服役下材料老化是造成爆管事故的主要原因。

球化工艺对Fe-1.3C-1.5Cr-1.5Al超高碳钢组织性能的影响

为研究离异共析和调质两种球化工艺对Fe-1.3C-1.5Cr-1.5Al超高碳钢组织性能的影响,利用SEM进行组织观察和材料万能试验机以及维氏硬度计进行力学性能测试。结果表明:该超高碳钢1 150℃×5 h-650℃×0.25 h珠光体转变组织,经850℃×0.25 h奥氏体化于830℃保温2 h后转变为完全的球状珠光体组织;经850℃×1 h淬火、650℃×2 h回火的调质处理获得回火索氏体;两种球化组织均具有高强度、高塑性,拉伸断裂机制均为沿晶断裂。