HK40钢的渗铝新工艺及抗碳化腐蚀性能研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDAX)等仪器设备研究了HK40钢的渗铝及其抗碳化腐蚀能力。试验结果表明,通过调整渗剂中特种添加剂与铝粉的比例和渗铝温度等工艺参数,可达到控制渗铝层相组成的目的。与传统一段法固体粉末渗铝工艺相比,两段法固体粉末渗铝工艺可提高渗速约60％。HK40钢的渗铝层由NiAl相和Ni3Al相组成时,其抗碳化腐蚀能力得到明显提高。

电磁搅拌对HK40钢离心铸管显微组织及蠕变性能的影响

电磁离心铸造HK40钢管的凝固组织由外层的倾斜柱状晶和内部等轴晶组成,随着励磁电流的增大,柱状晶偏斜角增加,等轴晶晶粒变细,晶界共晶碳化物数量增加,时效析出二次碳化物减少。在3A的励磁电流搅拌作用下,共晶碳化物引起的晶界强度和二次碳化物引起的晶内强度获得最佳配合,使HK40离心铸管蠕变抗力最大,增加或减少励磁电流都会使蠕变抗力降低。

利旧HK40钢炉管与Cr5Mo钢弯头的焊接

通过分析HK40钢的组织和焊接性能,特别是在高温服役6万h以后的组织变化,再结合Cr5Mo钢的焊接性能,制定了焊接旧炉管HK40与Cr5Mo弯头的方法和工艺,经过2次对比试验,确定了具体的焊接施工方案。按照该方案施工,节约了新炉管,旧炉管得到重新利用,提高了炼油厂焦化炉的运转周期和经济效益。

HK40钢固体粉末渗铝的动力学研究

对渗铝过程中可能发生的化学反应进行了热力学计算 ,根据热力学原理及扩散理论 ,研究了渗剂中铝原子向钢件表面传递的过程 ,并导出了估算HK40钢渗铝动力学方程的计算方法 ,应用此法计算所得的数值与实验结果基本吻合。

HK40耐热钢凝固过程的研究

利用液淬－金相法研究了ＨＫ４０耐热钢的凝固过程。结果表明，ＨＫ４０钢的固相线和液相线温度分别为１４０６℃和１１９０℃，并在１３００℃时开始析出γ＋碳化物共晶，且共晶形态与熔池形态有关。ＴＥＭ分析结果表明该碳化物共晶为γ＋Ｍ＿７Ｃ＿３。ＤＴＡ结果与等温凝固结果基本一致。

晶粒形状和碳化物对HK40蠕变裂纹扩展的影响

对两种晶粒形状的HK40炉管材料,研究了晶粒形状及碳化物对蠕变裂纹扩展速率的影响。发现当加载方向与柱状晶轴向垂直时,柱状晶材料的蠕变裂纹扩展抗力低于等轴晶材料。二次碳化物对裂纹扩展速率的影响依赖于晶粒形状。

HK40高温炉管长期服役后的性能

对服役 8万多小时后的 HK40炉管进行了综合研究 ,包括表面探伤、金相组织检查、冲击性能测试、持久及蠕变裂纹扩展性能等等。在此基础上对 HK40经长期使用后的性能退化进行了分析讨论并作了剩余使用寿命估测 ,实践表明 。

加速固体粉末渗铝的两段法新工艺

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计等仪器 ,研究了经两段法固体粉末渗铝工艺处理后 ,HK4 0钢渗铝层的组织和性能。试验结果表明 ,该渗铝层是由NiAl相和Ni3Al相组成 ,与传统固体粉末法渗铝工艺相比 ,具有渗速快、渗层显微硬度过渡平缓、渗层表面质量好等特点 ,并对加速渗铝过程的原因进行了初步探讨。

可控固体粉末渗铝新工艺

铝扩散涂层通常采用固体粉末渗铝工艺获得 ,它是一种特殊的化学气相沉积 ( CVD)法 ,将工件包埋入渗剂中 ,渗铝层相组成与渗铝过程中渗剂的活性有关。通过调整渗剂中 Al和特种添加剂的比例及渗铝温度 ,实现了控制渗铝层的相组成。采用光学显微镜 ( OM)、X射线衍射仪 ( XRD)、显微硬度计等设备对 2 0钢和 HK40钢的渗铝层进行检测。结果表明 ,经不同工艺处理的 2 0钢和 HK40钢的渗铝层分别获得了预计的 Fe Al相、Fe3 Al相和 Ni Al、Ni3 Al相 ,消除了富铝的铝化物 Fe Al3 、Fe2 Al5或 Ni2 Al3 、Ni Al3