钒的添加对S30432奥氏体耐热钢影响的研究

本工作研究了添加0.18%的V对S30432奥氏体耐热钢的影响。对比了不含V和含V的S30432钢650℃持久断裂时间,测量了固溶态和持久断裂后试样的硬度,利用OM、SEM、TEM和Thermo-Calc软件研究了V对S30432钢析出相的影响,分析了V的加入对S30432耐热钢强度改善的机理。结果表明,在S30432钢中添加0.18%V,延长了其650℃持久断裂时间并提高了硬度。含V的S30432钢不仅晶粒变细,而且二次MX相数量更多。特别是,含V的S30432钢存在大量细小的Z相(Cr(Nb,V)N)。这是由于V(C,N)溶解温度较Nb(C,N)低,V的添加促进了MX相的溶解,促使含V的S30432钢优先析出细小的Z相。Z相的析出强化是含V钢硬度和强度增加的主要原因。

锅炉用S30432奥氏体耐热钢晶间腐蚀试验的探讨

从晶间腐蚀机理、S30432奥氏体耐热钢特点、晶间腐蚀试验方法等方面,阐明S30432钢管进行原材料晶间腐蚀试验时不应该进行敏化处理;从锅炉制造、运输、现场存放和运行方面提出了预防S30432钢管晶间腐蚀的措施。

S30432耐热钢650℃时效的组织和力学性能

研究了S30432耐热钢在650℃时效时的微观组织和力学性能,特别探讨了S30432钢时效过程中析出相的变化对力学性能的影响。结果表明,实验合金时效初期ε-Cu和M23C6大量析出,随后逐渐长大,其中M23C6尺寸较大且粗化较快,但ε-Cu长期时效后尺寸依然细小。时效初期硬度升高的主要原因是ε-Cu的析出,长期时效过程中ε-Cu尺寸保持细小是硬度稳定在较高水平的主要原因。此外,时效初期由于M23C6大量析出冲击韧性急剧下降,随后M23C6的粗化是冲击韧性继续下降的主要原因。

奥氏体耐热钢S30815冶炼工艺研究

在试制S30815（1Cr21Ni11Si2NCe）含铈奥氏体耐热钢管时,技术难度大。由于该钢含铈且有上、下限控制,而铈作为主要活泼元素之一,冶炼时不能及时分析,收得率波动大（5%-40%）,易产生成分废品。试制结果表明,化学成分控制、室温性能等质量指标满足用户技术要求,工艺成熟。

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。

S30432锅炉管高温服役后磁性转变试验研究

采用磁感应强度测量仪、奥氏体氧化物检测仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等仪器对较高磁性的S30432高温过热器管进行了取样对比试验研究.结果表明:新管无磁当量和磁感应强度,服役1.9×105 h的运行管出现了较高的磁当量和磁感应强度,磁当量和磁感应强度在管子环向变化较大,服役时间长的管子的磁当量显著大于服役时间短的;引起运行管出现高磁性的原因是管子室温组织中存在一定量的马氏体,马氏体组织呈条带状分布在紧邻晶界两侧,服役时间长的管子中马氏体组织的量明显多于服役时间短的;与新管相比,S30432运行管组织中弥散分布在晶内ε-Cu相的尺寸明显增大、形态也由不规则转变为圆形颗粒.

S31042钢使用82型焊材焊接接头的显微组织和力学性能

通过力学性能试验、光学金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究了S31042钢使用82型焊材焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能.结果表明,650℃时效3 000 h后,接头的室温抗拉强度和硬度略有升高,但上升幅度低于同材质焊材接头;82型焊材焊接接头的高温持久强度低于同材质焊材接头,只能达到同材质焊接接头的88%.高温时效会使82型焊材焊缝的缺口冲击吸收功下降,但始终保持在70 J以上;82型焊材焊缝强度不足是导致该接头室温强度、持久强度低于同材质焊材焊接接头的主要原因;82型焊材焊缝强度主要源于合金元素的固溶强化,晶界处球状M23C6相的连续网状及亚晶界处针状δ相的簇状分布,对强度提高作用较小,但会降低焊缝的冲击韧性.

S31042奥氏体耐热钢高温蒸汽氧化行为

利用蒸汽氧化试验平台,模拟锅炉运行工况基本相似的高温蒸汽环境,对S31042奥氏体耐热钢进行了650和700℃蒸汽氧化试验。分析了氧化层的形貌、相组成和成分分布,结果表明,随着氧化时间的增长,氧化层厚度明显增加,分层现象明显,可分为内、外两层,外层为疏松多孔结构的富铁氧化物,内层为富铬氧化物;CrO2(OH)2的挥发导致了外层富铁氧化物的形成,(Fe/Cr)3O4内层的形成能够有效减缓蒸汽氧化进程,进入稳态氧化阶段后氧化层厚度将基本保持不变。

钒质量分数对S30432钢回复再结晶行为的影响

采用Gleeble-3500热模拟机,对低质量分数钒和高质量分数钒的S30432耐热钢在900~1 100℃及0.001~0.100 s-1变形条件下进行了热压缩试验,研究钒的质量分数对S30432钢动态回复再结晶的影响及作用机理。结果表明,添加质量分数0.18%钒后S30432钢的峰值流变应力增高,再结晶激活能从498增加到562 k J/mol。在1 000和1 050℃,钒对S30432钢的动态回复再结晶的阻碍作用最显著。高质量分数钒的S30432钢中由于析出细小的Z相,它具有强烈钉扎作用,能有效阻碍动态回复再结晶的发生。此外,高质量分数钒钢中固溶原子的增加对动态回复再结晶也有一定的阻碍作用。