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。

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.

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/HR3C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,用气体保护钨极电弧焊(GTAW)法实现T92/HR3C异种钢管焊接。研究了接头的显微组织及其力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能的影响等。结果表明:T92/HR3C异种钢接头焊缝为胞状树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;HR3C侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳、氮化物析出。ERNiCrMo-3焊接接头的强度、塑性及硬度较高,拉伸断裂位于母材;而ERNiCr-3焊接接头强度、硬度较低,但冲击韧性较高,拉伸断裂位于焊缝。760℃、30 min焊后热处理,有助于改善两种焊接接头的综合力学性能。

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。

超超临界机组用T92无缝钢管的研制开发

根据ASME SA 213/SA 213M—2013标准和GB 5310—2008标准要求,分析T92无缝钢管的化学成分、室温力学性能、高温力学性能、持久强度和金相组织等。试验结果表明:T92无缝钢管的各项性能指标均满足相关标准要求;T92无缝钢管在625℃的1×105 h持久强度外推值为89.8 MPa(标准值为87.5 MPa),在650℃的1×105 h持久强度外推值为67.2 MPa(标准值为61.0 MPa),均高于GB 5310—2008标准对10Cr9Mo W2VNb BN的要求。

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。

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。

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.

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700℃高温时效组织与性能

对T92钢在700℃,时间为200、500、800、1000 h的高温时效处理后材料的显微组织和力学性能(包括拉伸性能、冲击性能和硬度)进行研究,同时与供货态T92钢的性能和组织进行比较。试验结果表明,T92钢在700℃时效过程中,强度和硬度值均有所下降,但下降幅度不大;而冲击吸收能量显著下降,和原始试样相比,时效1000 h后,冲击能量下降约26%。显微组织观察结果表明,时效过程中T92钢仍保持马氏体板条形貌,但随着时效时间的延长,马氏体板条宽化,且有亚晶出现。交货态显微组织中的析出相类型主要为M23C6型碳化物,时效过程中,M23C6型碳化物晶界析出并长大,是冲击吸收能量下降的主要因素,MX相在时效过程中数量增加但粗化不明显,时效500 h后Laves相析出,但数量很少,在时效后期有所粗化,数量没有增加。

焊接材料对Sanicro25/T92异种钢接头组织及力学性能的影响

研究了3种焊接材料对Sanicro25/T92异种钢接头各区域的微观组织和接头的力学性能的影响。结果表明,Sanicro25/T92异种钢接头T92侧热影响区(HAZ)主要由细晶区和粗晶区组成,粗晶区分布着铁素体组织;焊缝处为粗大的枝晶组织;Sanicro25侧HAZ没有明显的分区,但晶粒有明显长大的现象。焊接材料对T92侧粗晶区内的铁素体含量有明显影响,铁素体含量由多到少依次为ERNi Cr Mo-3,ERNi Cr-3和ERNi Cr Co Mo-1。ERNi Cr Co Mo-1接头的室温和高温强度均为最高,但其焊缝和Sanicro25侧HAZ冲击韧性较低。综合比较,宜采用ERNi Cr Co Mo-1焊材制备Sanicro25/T92异种钢接头。

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。

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。

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。

服役10500h后超临界锅炉高温再热器用T92钢管的显微组织

对服役10 500h后的超临界锅炉高温再热器用T92钢管向火侧、中性面和背火侧进行了显微组织观察、微区化学成分和析出相萃取分析。结果表明:服役10 500h之后的T92钢中的马氏体板条特征消失,晶粒长大,其中向火侧处的析出相出现团聚,铬、钼、钨、钒、铌等元素都从基体向析出相中转移;向火侧、中性面、背火侧的析出相类型相同,以Cr23C6、(V,Nb)N和Laves相为主。