超超临界二次再热机组用S30432钢的力学行为及组织演化

为了评估内壁喷丸S30432奥氏体不锈钢在620℃机组的适用性,结合扫描电镜、透射电镜等研究了国内某超超临界二次再热机组某末级过热器S30432锅炉管在服役17367h过程中力学性能、断口形貌特征、内壁蒸汽氧化膜结构及显微组织演化过程。研究结果表明:随服役时间增长,S30432在拉伸性能和布氏硬度值均较为稳定,各项特征参数仅在小范围内波动,室温冲击值缓慢下降,合金塑性有所降低,变形的不均匀性增加。截止14176h,S30432内壁氧化皮总体致密连续,最大厚度不超过1?m;主要强化相富Cu相弥散分布于晶内并缓慢长大至约25nm,晶界碳化物M23C6数量逐渐增多,但依然呈项链状排列。综上可知,内壁喷丸S30432可满足620℃超超临界锅炉末级过热器力学性能和微观组织的相关要求。

S30432奥氏体钢管喷丸强化形变层组织和特性

针对S30432钢管样的内壁喷丸强化形变层,采用金相分析、扫描电子显微分析和硬度分析等方法,进行了强化形变层表面状态、形变组织、显微硬度及其氧化特性的分析研究,并依据喷丸层形变组织形态特征的差别将强化形变组织分为单滑移层、多滑移层和碎化晶层3层。研究结果表明:喷丸强化效果主要取决于碎化晶层和多滑移层的发育程度,尤其是取决于碎化晶层的发育程度;喷丸处理可以提高奥氏体钢管的抗氧化能力。

电站锅炉用S30432耐热不锈钢管的研制

针对超超临界电站锅炉的使用环境特点,太钢开发了S30432耐热不锈钢管,并详细阐述了该钢种的合金设计原理、强化机制及其性能特点。

热处理对S30432喷丸不锈钢抗高温水蒸汽氧化性能的影响

将S30432钢喷丸样品进行不同温度热处理,研究样品620℃下在90%H_2O+10%Ar气氛中的氧化行为。采用光学显微镜(OM)观察喷丸形变层组织形貌;通过测量不同时间氧化膜厚度,获得氧化动力学曲线;利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对氧化产物成分、形貌及结构进行分析。结果表明:热处理过程中S30432钢喷丸样品形变层组织形貌无明显变化;氧化过程中,样品喷丸形变层内晶粒发生再结晶长大;氧化2000 h后,样品喷丸形变层内晶粒尺寸及碎化晶层厚度基本相同。不同温度热处理的S30432钢喷丸样品在高温水蒸汽中均生成由Cr_2O_3、(Fe,Cr)_2O_3、FeCr_2O_4以及少量Fe_3O_4和Fe_2O_3组成的富Cr氧化物薄膜。730～800℃热处理对S30432喷丸不锈钢抗高温水蒸汽氧化性能无明显影响。

S30432不锈钢喷丸强化工艺研究

通过喷丸工艺在S30432不锈钢管内表面成功制备了塑性变形层,研究了喷丸移动速度、喷丸压力、喷丸距离对塑性变形层组织和硬度的影响。结果显示:喷丸移动速度越大塑性变形层深度越小;喷丸压力越大塑性变形层越深;随着喷丸距离的增加,塑性变形层先增大后减小;对塑性变形层深度的影响顺序为:喷丸速度>喷丸压力>喷丸距离;喷丸处理后表层硬度显著提高,比基体硬度高100HV0.5。研究表明:喷丸前进移动速度1 000 mm/min、后退速度800 mm/min、喷丸压力1.26 MPa、喷丸距离9 mm时得到的S30432不锈钢组织和性能最优。

晶粒拉长形态对S30432不锈钢管组织与性能的影响

为研究晶粒拉长形态对锅炉用S30432不锈钢管高温服役性能的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、拉伸测试、持久测试等方法,对晶粒拉长形态和等轴晶形态的S30432不锈钢管的微观组织与性能进行了研究分析,并对不同晶粒形态钢管的性能差异性进行分析。结果表明:拉长形态晶粒(晶粒延伸度≥3)会造成S30432不锈钢的室温拉伸强度升高、硬度升高;同时,在持久过程中晶粒拉长形态(晶粒延伸度≥3)S30432不锈钢的显微组织中M_(23)C_(6)碳化物快速在晶界链状析出且迅速粗化,表现出更快的微观组织老化速度,从而降低其高温持久性能;建议严格控制S30432不锈钢的晶粒形态,晶粒延伸度在1.0~2.0的范围区间,可获得理想的晶粒形态和良好的持久性能,保障电站锅炉高温部件的服役安全性。