高温环境下Cr20Ni32Nb铸造管开裂原因分析

在乙烯裂解装置高温裂解气环境下运行的铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体发生了开裂。采用宏观检查、超声波检测、光谱分析和金相分析等方法对开裂带叉锥体的损伤形貌、剩余壁厚、金属化学成分及金相组织形貌进行了检测,结果表明,带叉锥体的失效形式为蠕变开裂。铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体长期服役在高温、拉应力环境下,其金相组织中的枝晶间碳化物逐渐溶解并发生蠕变变形,大量的蠕变孔洞在晶界处相互连接形成裂纹,裂纹沿晶界不断扩展,最终导致带叉锥体发生开裂。

Cr20高铬白口铸铁磨片的热处理工艺

研制了Cr20高铬白口铸铁磨片,设计正交试验方案研究了不同热处理参数对应试样的硬度和冲击韧性。结果表明,以硬度为试验指标的热处理工艺参数中,回火温度最重要,其次为淬火保温时间,再次为淬火温度及回火保温时间;在本热处理试验范围内,Cr20铸铁试样的硬度均达到了57·5HRC以上,以960℃×2·5h空冷淬火+450℃×3·5h回火的优方案热处理可获得最高硬度61·6HRC、冲击韧度2·31J/cm2。Cr20铸铁的铸后热处理能在保持冲击韧性基本不变的同时有效提高Cr20铸铁的硬度,其金相组织主要由坚硬的条状共晶碳化物(Fe,Cr)7C3和马氏体基体组成。

影响Cr20Ni80电热合金使用寿命因素的研究现状

综述对Cr20Ni80使用寿命影响因素的研究进展。Cr20Ni80的表面氧化膜是影响其使用寿命的重要因素,氧化膜越致密,与基体粘结力越强,其使用寿命越长。Cr20Ni80合金中存在的其他元素如氮、氧、碳、硅和稀土等对其力学性能和抗氧化性能的影响是复杂的。同时也不可忽视环境介质对合金的作用。

晶粒尺寸对Cr20Ni80电热合金电阻率的影响

通过拉伸变形和再结晶退火改变Cr20Ni80的晶粒尺寸,研究了晶粒尺寸对Cr20Ni80电阻率的影响,并分析了原因。结果表明,材料变形越大,晶粒尺寸越小,其电阻率值就相对较高,且晶粒较大时,晶粒尺寸的变化对电阻率影响较显著。

表面粗糙度对25Cr20Ni合金裂解炉管低氧分压预氧化的影响

对比研究了表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种25Cr20Ni合金试样在低氧分压气氛中氧化20 h的氧化动力学、氧化膜的表面形貌及相组成,并在小试裂解装置中对这3种内表面粗糙度不同的25Cr20Ni合金炉管预氧化后的抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种合金试样在低氧分压气氛中的氧化动力学分别遵循立方规律、对数规律和立方规律;表面粗糙度为0.2μm的合金试样氧化后表面被Cr2O3和极少量的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为1.6μm的合金试样氧化后表面被均匀、致密的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为12.5μm的合金试样氧化后表面被不均匀的MnCr2O4尖晶石覆盖。在小试裂解结焦评价实验中,内表面粗糙度为1.6μm的炉管预氧化后的抗结焦能力最强。

国内Cr20Ni80电热合金组织及性能对比研究

文章通过对国内4个厂家Cr20Ni80产品的化学成分、组织、电阻率、力学性能及快速寿命进行对比,研究了影响Cr20Ni80合金电阻率、室温力学性能及快速寿命的因素。结果表明,四个厂家试样的化学成分、力学性能和电阻率值均达到国家标准,但试样的晶粒尺寸差别较大,可能与各厂家的生产工艺有关。当合金中含铬量较高,夹杂物的含量较高、尺寸较大时,合金的电阻率值相对较高;合金晶粒越细,合金的室温力学性能就越好;合金的夹杂物含量越高、尺寸越大,合金的快速寿命越低。

Cr20Ni32AlTi合金高温热变形行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Cr20Ni32AlTi合金在不同温度和应变速率条件下的热变形行为及组织变化,讨论了热变形参数对流变应力和显微组织的影响。结果表明,在上述变形条件下,Cr20Ni32AlTi合金的高温热塑性良好,其软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,并建立了热变形本构方程,其应力指数为6.37,热变形激活能为491.032 kJ/mol。随Z参数增大,热变形峰值应力增加。

Cr20Ni80合金棒材闪光对焊特性

对电热合金Cr20Ni80进行连续闪光对焊研究,讨论其焊接接头的力学性能、微观组织和接头硬度.结果表明:在选定的工艺参数条件下,焊缝结合良好,接头平均抗拉强度达到555MPa,延伸率为18.7%,断面收缩率为20.8%;接头结合致密,无明显焊接缺陷;在焊缝处硬度最低,两侧的热影响区硬度明显增大,与母材相比没有出现软化现象.闪光对焊对Cr20Ni80合金的焊接具有良好的适应性,可得到性能优良的焊接接头.

钨对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响

研究了钨元素对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响.试验结果表明,钨元素在碳化物和基体中均匀分布,钨的碳化物以WC1-x、W6C2.54、CW3形式存在.铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物.含钨量质量分数为1%时,硬度为56~59 HRC,冲击韧度为10~12 J/cm2,耐磨性是不含钨时的2倍,含钨量达到3%时,冲击韧度明显下降,但耐磨性是不含钨的2.3倍;含钨量为1.0%的试样经1 050℃淬火250℃回火,组织为马氏体+碳化物+少量残余奥氏体,硬度为60~61 HRC,冲击韧度为8~9 J/cm2,其耐磨性是不含钨的3.0倍.

1Cr20Co6Ni2WMoV钢热变形行为研究

文章采用Gleeble-2000热模拟试验机对1Cr20Co6Ni2WMoV热强钢的热变形行为进行研究。变形温度为950℃,1000℃,1050℃,1100℃,1160℃,变形速率为0．01s^(-1),0．1s^(-1),1s^(-1),10s^(-1)。结果表明．1Cr20Co6Ni2WMoV钢在低应变速率热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;当应变速率大于10s^(-1)时,只发生动态回复。动态再结晶晶粒随变形温度降低,应变速率升高而减小。随应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均升高。

氮含量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等仪器研究了不同氮含量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金显微组织中存在一些非金属夹杂物,主要为氮化物。随着氮含量增加,夹杂物的析出开始增多,且晶粒尺寸得到细化;合金的硬度和抗拉强度都随氮含量的上升先增加后减少;当氮含量为0.0331%时,室温力学性能最佳,硬度和抗拉强度达到最大值,分别为224.9 HV和868.6 MPa。

06Cr20Ni11钢埋弧焊焊缝的显微组织和性能

采用SJ601A焊剂和HS308L焊丝对06Cr20Ni11钢进行埋弧焊,通过宏观和微观观察、化学成分分析、拉伸试验、冲击试验、晶间腐蚀试验等方法研究了接头焊缝的显微组织和性能。结果表明:焊缝成形良好,表面无黏渣、气孔、压坑等缺陷,X射线探伤结果为I级焊缝;焊缝金属以铁素体-奥氏体模式凝固,组织为奥氏体和少量枝晶状δ铁素体;焊缝金属的拉伸性能和抗冲击性能均符合标准要求,冲击断裂方式为韧性断裂,耐晶间腐蚀性能良好。

冷处理温度对1Cr20Co6Ni2WMoV钢组织和力学性能的影响

马氏体热强钢1Cr20Co6Ni2WMoV用真空感应炉冶炼,锭重22·5kg并锻成Φ16mm棒材。试样经1060℃1h油冷淬火,-70℃或-192℃2h空冷的冷处理,640℃3h空冷回火处理。试验结果表明,1Cr20Co6Ni2WMoV钢在热处理后的组织由高密度位错的回火板条马氏体、残余奥氏体、δ-铁素体和M23C6组成。随冷处理温度由-70℃降至-192℃,晶界上M23C6析出数量增多,晶内位错密度升高,残余奥氏体含量降低,钢的抗拉强度和屈服强度分别由1045MPa和715MPa提高至1090MPa和760MPa。

Cr20Ni80电热合金丝的加热失效分析

采用20A恒流直流电源对长30 mm、直径0.8 mm的Cr20Ni80电热合金丝持续通电加热氧化。研究了Cr20Ni80合金丝氧化失效过程中电阻和晶粒大小的变化。通过SEM和EDS对该合金丝的组织及氧化膜进行研究。结果表明:该合金丝烧断后,小晶粒变成大晶粒,电阻增大,并产生磁性;横断面基体表面产生坑洞,边缘坑洞多,中心坑洞少;合金丝周围产生一层致密的氧化膜,氧化膜最外层是NiO层,氧化膜最内层是Cr_2O_3层;Si元素存在于氧化膜的两侧,阻碍氧的扩散,提高了合金的高温抗氧化性能,同时提高了镍基合金的塑性。

冷拔变形量对Ni80Cr20无缝管显微组织的影响

通过对Ni80Cr20锻造坯料进行挤压-冷拔-扩孔变形而获得无缝管,而后对Ni80Cr20无缝管进行不同变形量的冷轧变形,研究了不同轧制变形量对Ni80Cr20无缝管显微组织的影响。结果表明:挤压后的Ni80Cr20荒管具有单相奥氏体组织,且存在少量碳化物;荒管经冷拔-扩孔-固溶处理后获得Ni80Cr20无缝管,其奥氏体晶粒明显长大,碳化物基本溶解于基体中;Ni80Cr20无缝管在不同的冷轧变形后,随冷轧变形量的增加,显微组织呈明显的纤维化特征,经固溶处理后,其再结晶晶粒变小,获得了细小均匀的奥氏体组织。

1Cr20Ni14Si2钢输油管的应力腐蚀破裂失效分析

针对输油管产生的应力腐蚀裂纹 ,用光学显微镜观察其显微组织 ,并用直读光谱仪和透射电子显微镜对材料的成分和裂纹尖端处的腐蚀产物进行了分析 ,证实了产生应力腐蚀裂纹的原因。并用超低碳含Mo的不锈钢提高使用寿命 ,经 2a多的运行得到了较好的效果。

Cr20Ni32AlTi合金平衡相的热力学模拟计算与分析

通过热力学计算软件Thermo-Calc与相应的Ni基数据库,进行了耐热耐蚀合金Cr20Ni32AlTi(%:0.10C、0.83Mn、0.56Si、<0.005P、0.013S、20.89Cr、32.60Ni、0.26Al、0.39Ti、0.009 0N、0.076Cu)化学成分对主要析出相影响的研究,并分析了合金成分对合金初熔点和终熔点的影响。通过SEM、TEM和X射线能谱法对Cr20Ni32AlTi合金的组织和析出相成分进行了实验研究。结果表明,Cr20Ni32AlTi合金的主要析出相为M_(25)C_6和M(CN)碳化物,C含量(0.02%～0.10%)显著影响M_(23)C_6碳化物的析出量和开始析出温度;Cr含量(20%～22%)和C含量均影响合金的初熔点和终熔点。

铌含量对Cr20过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相试验、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验研究了不含铌和含0.5、1.0%Nb(质量分数)的Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织和性能。结果表明,添加Nb元素能有效细化Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织,随着铌含量的增加,初生碳化物M_7C_3从粗大的杆条状转变细小、弥散分布的多边形块状,共晶碳化物从细长条状转变为弥散分布的点状。添加铌的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度并未明显提高,含铌量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度比不含铌的仅提高了约6%。然而,铌的加入显著地提高了Cr20过共晶高铬铸铁的耐磨性,含Nb量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的磨损量比不含Nb的减少了约21%。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的增加整体温度逐渐上升;随着冷却系数以及渣池深度的增加,熔池温度逐渐降低,熔池深度逐渐变浅。实际生产与软件模拟的Cr20Ni80电热合金组织都由表层细晶区、柱状晶区以及等轴晶区3部分组成,且晶粒大小相近,说明模拟结果与实验结果具有一定的吻合性。

变形量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等研究了不同变形量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金经热轧后显微组织中析出的主要夹杂物为氮化物和碳化物;随着变形量的增大即试样直径的减小,夹杂物的析出开始增多,且分布不均匀,试样的抗腐蚀能力逐渐增强,合金的硬度和抗拉强度都先降后升;当变形后直径为3.2 mm时,试样的室温力学性能最差。