P12耐热钢蠕变微观组织演化研究及寿命预测分析

为探究P12耐热钢蠕变断裂机理,对P12耐热钢在630℃、70 MPa应力条件下进行了一系列不同加载时间的蠕变试验,然后对蠕变后的试样进行金相显微组织检测和扫描电镜分析,以获得其高温蠕变过程中微观组织的演化情况,同时结合计算机图像处理技术对P12耐热钢在蠕变条件下的碳化物析出和珠光体球化程度进行了定量分析。分析结果表明:蠕变时间的延长会加剧P12耐热钢碳化物析出程度,一方面碳化物的数量不断增多,另一方面碳化物的尺寸也随之增大;而珠光体球化级别也随蠕变时间的累积而加剧,蠕变时间为360 h时,珠光体球化级别即高达3级;此外,珠光体组织中的渗碳体数量和尺寸随蠕变的加剧而急剧减小。蠕变过程中,P12耐热钢微观组织的劣化或将是其蠕变断裂的重要因素。文章还对P12高温蒸汽管道进行寿命预测以及高温持久试验,确定了P12耐热钢的Manson-Haferd参数P_(MH)(σ)与应力σ之间的关系,并基于Manson-Haferd参数法预测出应力σ为43.15 MPa、服役温度为520℃的P12高温蒸汽管道的服役寿命为19.98万h。