基于加速蠕变断裂试验的12%Cr钢高温螺栓安全可靠性评价研究

火力发电厂汽轮机高温螺栓是汽轮机组的重要部件,在长期运行过程中,高温螺栓要承受蠕变、疲劳及其交互作用的影响,机组的启停、振动以及螺栓的制造质量等均对螺栓的使用寿命产生重要影响。在初步了解不同运行时间段的12%Cr钢高温螺栓材料性能状况的基础上,采用加速蠕变断裂试验法对运行35×104h的高温螺栓安全使用状况进行了综合评估,在评价高温部件安全可靠性方面进行了新的尝试。

长时高温运行后12%Cr钢高温螺栓微观组织分析

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段考察了不同运行阶段12%Cr钢高温螺栓的微观组织变化。经与新螺栓对比,结果表明受检螺栓的组织中,局部区域δ铁素体含量超过10%。螺栓运行6万h后,其金相组织逐渐老化,碳化物沿δ铁素体边界析出,合金元素开始向碳化物迁移,材料进入老化初期;运行35万h后,碳化物颗粒粗化更加明显,沿δ铁素体边界已形成粗大的碳化物链,合金元素向碳化物中迁移严重,材料进入老化后期。

无应力时效对12%Cr钢高温螺栓组织性能的影响

大型火电机组的高温螺栓用材主要为12%Cr钢,但在应用中发现该钢种存在硬度值下降较快,冲击值较低及12%Cr钢中的C-422钢螺栓冲击指标无标准可依等问题,短期退役现象非常严重。对此,通过系列无应力时效试验,确定了螺栓力学性能、组织状态与时效时间、时效温度的关系,初步给出了无应力时效状态下12%Cr型马氏体耐热不锈钢螺栓组织性能变化规律。

12%Cr钢高温螺栓长期运行后的组织与性能

采用扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)分析,并结合常温及高温力学性能试验,研究了火力发电厂汽轮机12%Cr马氏体耐热钢高温螺栓长期运行后的组织与性能。结果表明,12%Cr钢长时间运行后硬度、强度指标下降趋势明显,高温螺栓长期运行后(35万小时)冲击功显著降低,表现出明显的脆化倾向。高温螺栓长期运行后微观组织中的碳化物聚集长大,并沿晶界与亚晶界网状析出,这是造成12%Cr马氏体耐热钢高温螺栓材料强度、韧性降低的主要原因。

长期高温服役的12%Cr耐热合金钢性能退化与恢复

X2 0CrMoV12 1耐热合金钢广泛应用于热电厂主蒸汽管线等主要部件。经长期高温负荷运行后 ,材料性能明显退化。观察显微组织发现 ,材料性能下降是和晶界碳化物的粗化密切相关的。文章着重研究了损伤材料重新热处理后的性能和组织结构的变化 。

12%Cr马氏体钢焊缝金属45000h高温服役老化分析

通过金相、碳复型萃取、投射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)等方法对600℃服役约45 000h的12%Cr马氏体钢焊缝金属的显微组织结构进行了分析,研究影响12%Cr马氏体钢高温服役退化的因素。结果表明,该12%Cr马氏体钢焊缝金属的组织结构较服役前发生很大变化:(1)大量Laves相在晶界和板条界沉淀析出呈链状分布;(2)M23C6型碳化物发生粗化;(3)Z相以消耗MX为代价在晶界和亚晶界沉淀析出。沉淀相粗化导致强化效果下降,阻止亚晶长大的能力下降。

长期服役后12%Cr高温螺栓断裂失效分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、显微组织分析、断口形貌及能谱分析等手段,对某电厂3号汽轮机高导法兰12%Cr螺栓断裂进行分析。结果表明,13^(#)断裂螺栓断裂机理以蠕变脆断为主导,腐蚀加速其开裂失效过程。根据高温螺栓断裂原因分析,提出加强对汽轮机各部位高温紧固螺栓金属监督的相关意见。

超临界高中压转子用12%Cr钢的研究现状

对国内外超临界高中压转子材料的发展及研究现状进行了综述。对高中压转子用钢12%Cr的发展、现状、性能进行了介绍,并初步探讨了化学成分对性能的影响,可为我国12%Cr钢的工艺开发提供参考。

汽轮机转子用9-12%Cr钢发展情况综述

介绍了566～630℃等级9-12%Cr转子钢的化学成分、力学性能、制造工艺等特性和630～650℃等级转子钢的研究现状,对我国高参数汽轮机高温转子用9-12%Cr钢的研发和应用提出了建议。

铸态12%Cr马氏体不锈钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3180热模拟机对铸态12%wtCr马氏体不锈钢进行了高温热压缩实验,研究了该钢在900～1200℃和0.001～10s^-1条件下的热变形行为,建立了热加工图。分析了工艺参数对铸态12%Cr钢微观组织的影响。结果表明铸态12%Cr钢的流变应力随变形温度的提高和应变速率的降低而增大。动态再结晶晶粒尺寸与Z参数成反比关系。依据动态材料模型,建立了热加工图,流变失稳区集中在900～1050℃、应变速率大于1s^-1的区域,其微观组织表现为变形带和M/啄相界处的微孔、微裂纹。最佳的热加工工艺参数范围为1050～1200℃和0.001～0.01s^-1,在稳定变形区,粗大的毫米级的柱状晶会被细化到10～40μm。

制造工艺对超超临界汽轮机用高温铸件性能的影响

综合国内外超超临界汽轮机用高温部件用Ni基合金、MARBN钢、9%~12%Cr钢铸件的研发和应用情况,分析了冶炼、铸造、热处理等制造工艺对高温铸件性能的影响,为国内超超临界汽轮机用高温铸件材料的研发和应用提出建议。