蒸汽侧氧化膜对超临界机组T92钢管壁温的影响

通过建立T92钢受热管及其蒸汽侧氧化膜的数值分析模型,定量分析了不同厚度氧化膜对T92钢受热管壁温的影响,并在此基础上得出了不同受热条件下导致T92钢管超温运行的氧化膜的临界厚度值.结果表明:随着氧化膜厚度的增加,管壁平均温度和平均温度升高幅度均呈近似线性增加;且管内壁温度越高、管外热流密度越大,氧化膜的临界厚度值越小.因此,当T92钢应用于高温受热面时,需综合考虑壁面热负荷和管内壁温度对氧化膜临界厚度的影响.

热变形条件对T92钢马氏体相变过程及性能的影响

在1050℃等温变形条件下,研究了变形量对T92钢马氏体相变过程及性能的影响。结果表明:随变形量不断增大,马氏体尺寸减小,位错密度增加,同时应变诱发形核,使冷却过程中马氏体转变开始温度提高。大变形量可为MX型碳氮化物的析出提供更多的形核位置,从而使MX型碳氮化物呈细小均匀的弥散析出,对位错可产生强烈的钉扎作用,提高铁素体耐热钢的高温强度。

T92钢700℃高温时效组织与性能

对T92钢在700℃,时间为200、500、800、1000 h的高温时效处理后材料的显微组织和力学性能(包括拉伸性能、冲击性能和硬度)进行研究,同时与供货态T92钢的性能和组织进行比较。试验结果表明,T92钢在700℃时效过程中,强度和硬度值均有所下降,但下降幅度不大;而冲击吸收能量显著下降,和原始试样相比,时效1000 h后,冲击能量下降约26%。显微组织观察结果表明,时效过程中T92钢仍保持马氏体板条形貌,但随着时效时间的延长,马氏体板条宽化,且有亚晶出现。交货态显微组织中的析出相类型主要为M23C6型碳化物,时效过程中,M23C6型碳化物晶界析出并长大,是冲击吸收能量下降的主要因素,MX相在时效过程中数量增加但粗化不明显,时效500 h后Laves相析出,但数量很少,在时效后期有所粗化,数量没有增加。

T92钢焊接接头的组织和韧性研究

通过硬度试验、冲击试验、断口扫描和金相组织观察,研究了T92钢焊接接头的韧性与组织的关系。结果表明,焊缝的硬度值高,冲击功值低,其断口形貌与焊接热影响区的有显著差异,而焊缝金属组织中粗大的马氏体板条及板条束是导致焊缝韧性明显低于HAZ的主要因素之一。

焊接方法对T92钢焊接接头韧性的影响

通过冲击试验、断口扫描和金相组织观察,研究了GTAW和GTAW/SMAW两种焊接方法对T92钢焊接接头韧性的影响。结果表明,焊接方法对HAZ的韧性影响不大,但对焊缝的韧性有很大的影响;奥氏体晶粒粗大及奥氏体柱状晶都能够降低焊缝的韧性,并提出了改善焊缝韧性的途径。

服役10500h后超临界锅炉高温再热器用T92钢管的显微组织

对服役10 500h后的超临界锅炉高温再热器用T92钢管向火侧、中性面和背火侧进行了显微组织观察、微区化学成分和析出相萃取分析。结果表明:服役10 500h之后的T92钢中的马氏体板条特征消失,晶粒长大,其中向火侧处的析出相出现团聚,铬、钼、钨、钒、铌等元素都从基体向析出相中转移;向火侧、中性面、背火侧的析出相类型相同,以Cr23C6、(V,Nb)N和Laves相为主。

3种介质对T92钢高温腐蚀行为的影响

在T92钢表面分别涂刷氯盐、硫酸盐和煤灰等3种腐蚀介质,通过腐蚀动力学曲线、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等研究了T92钢在625℃和675℃下的高温腐蚀行为。结果表明:腐蚀介质的存在对T92钢的高温腐蚀有很显著的促进作用,625℃与675℃下,氯盐对T92钢腐蚀促进作用最大,然后依次是硫酸盐和煤灰;涂刷硫酸盐、氯盐与煤灰的T92钢表面腐蚀产物均以Fe_2O_3与Cr_2O_3等氧化产物为主,伴有复合型氧化物;温度的升高使涂刷3种腐蚀介质T92钢的腐蚀速率加快,O,S和Cl元素的渗透能力也都有所提高。

超超临界机组T92钢高温受热面管爆管原因分析

某电厂的后屏过热器T92钢管段发生爆管。通过宏观检验、化学成分分析、硬度检验、拉伸性能测试、金相检验以及相关计算分析了爆管的原因。结果表明:管段发生短时过热后,其显微组织为AC1～AC3相变产物,失去了原典型的回火板条马氏体组织特征,材料强度大幅度降低,从而使得强度不足以抵抗管子的使用应力而发生爆管。另外,通过检验获得了不同状态下的组织与性能的对应关系,有利于长期运行中的金属监督检验。

宝钢T92钢管母材性能试验与应用评价

论述了对宝钢生产的T92高压锅炉管所做的成分、室温拉伸、高温拉伸、冲击性能、持久强度、金相检验等试验结果,并对挂炉1年后的T92管进行对比检验分析,讨论宝钢T92钢的组织、性能稳定性。试验表明,宝钢T92高压锅炉管各项技术指标和性能均符合GB 5310—2008及ASMESA213标准要求,挂炉1年后的T92管在650、625℃持久强度分别为78.8、98.7 MPa,高于GB 5310、EN10216对T92钢持久强度要求,适用于超(超)临界机组电站锅炉高温受热面管。

焊接热循环对T92钢组织脆化的影响

采用Gleeble—3800热模拟试验机对T92钢进行不同峰值温度的焊接热循环试验,并对试验试样进行室温冲击韧性试验.借助光学显微镜分析其微观组织,用扫描电镜观察其冲击试样断口形貌特征.结果表明,T92钢焊接加热温度在900℃以上易因奥氏体晶粒粗大导致其组织脆化,断口呈现典型的准解理形貌特征,而在900℃以下的焊接加热仍能保持较好的室温冲击韧性,断口呈现均匀细小的韧窝断口特征;T92钢中高含量的强碳、氮化物形成元素高温状态重新固溶后,在奥氏体中的扩散速度滞后于晶界的迁移速度,进而产生过饱和的室温组织是引起组织脆化的直接原因.

国产T92钢高温持久过程中的显微组织演变

对某国产T92钢进行了620,650,700℃三个温度下不同时间的高温持久试验和显微组织观察试验。结果表明:在620,650℃时,随着持久试验时间的延长,T92钢基体显微组织仍保持板条状马氏体形貌特征,碳化物析出数量不断增加,尺寸也有所长大,且持久试验达到一定时间后晶界会产生微孔洞;在700℃长时间高温持久试验后,T92钢基体显微组织板条状马氏体形貌特征消失,且晶界碳化物粗化严重。

T92钢焊接接头的组织与性能研究

通过拉伸试验、硬度试验、冲击试验和断口扫描与组织观察,研究了T92钢焊接接头的组织和性能。结果表明,接头的强度高于母材,焊缝金属的硬度高、韧性低,接头的组织特征决定了冲击试样的断裂形态,粗大的奥氏体柱状晶是导致焊缝韧性显著降低的主要因素。因此,改善焊缝金属的结晶条件,有利于提高焊缝金属的韧性。

焊后热处理对T92钢焊接接头组织及性能的影响

通过模拟现场热处理工艺，研究了T92钢焊接接头在不同回火温度下的组织和性能。结果表明，焊缝硬度和母材抗拉强度均随回火温度的升高而降低。接头处未回火的马氏体粗大，呈细针状；740-780℃回火，马氏体组织变细，板条特征明显；超过780℃，马氏体板条特征消失，表现为屈氏体组织；随回火温度升高，母材碳化物产生偏聚，铁素体含量增加；780℃以下回火母材力学性能满足ASME标准要求。

200 keV Xe离子辐照后国产T92钢微结构变化研究

对国产T92钢进行200keV的Xe离子辐照试验,使用透射电子显微镜(TEM)考察该能量下不同辐照损伤剂量对其微观结构的影响,研究结果表明:T92钢典型的微观组织结构主要包括马氏体板条结构,碳、氮化合物颗粒和位错网络;辐照导致M23C6颗粒出现非晶化,且随着辐照损伤剂量的增加,非晶化越来越明显;辐照损伤剂量较小(1.4dpa和6.8dpa)时,辐照试样中出现黑斑结构(空位和间隙原子簇),所有的辐照试样中没有发现辐照产生的位错环和空洞。

T92钢的焊接工艺和组织性能研究

T92钢是国家“863计划”项目之一的超超临界锅炉高温过热器管子材料,具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能。研究其焊接特性并制订合理的焊接工艺,是保证超超临界锅炉机组安全运行的前提。通过试验和施工实践,总结了T92钢焊接工艺的技术要点及焊接工艺对组织和性能的影响。

T92钢中Laves相在内压蠕变过程中析出特征和电化学响应行为研究

为了研究将电化学方法用于马氏体耐热钢蠕变损伤评估的可用性,选取不同蠕变损伤程度的内压蠕变T92钢试样,对其蠕变过程中的显微组织演变,尤其是Laves相的析出行为进行系统的表征和分析,同时对Laves相在碱性体系中的电化学响应行为开展系统研究。根据扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等显微分析结果,T92钢随内压蠕变过程出现了马氏体板条细碎化、晶内应变增大等特征,同时Laves相迅速析出并长大,其粒径和百分比均逐渐增大并出现团簇和元素偏聚。根据其在NaOH溶液中的动电位极化曲线可知,Laves相可在浓强碱溶液中发生选择性溶解,当NaOH浓度达到8 mol/L时,Laves相选择性溶解的电流峰及对应电量值与蠕变损耗呈现较好的相关性。综上可知,T92钢在强碱性溶液中的动电位极化曲线可以有效地反映Laves相的含量,其电量值与Laves相含量变化一致,并可进一步与试样老化程度等相关联,有希望作为一种无损检测技术用于现场管道的老化评估。

宝钢T92钢管焊接性能试验及焊接接头运行评价

检验及分析评价了宝钢产SA-213 T92钢高压锅炉管的焊接工艺性能及焊接接头性能,对T92钢焊接接头挂管电厂锅炉实炉运行考验,并对服役1年的T92钢焊接接头进行了高温持久强度试验及评价。结果表明,宝钢T92高压锅炉管焊接工艺性能及接头性能各项技术指标均符合DL/T 868—2004标准要求,实炉运行业绩良好,服役1年的T92管焊接接头高温持久强度总体仍达到或超过GB 5310—2008、EN10216—2007标准要求。

T92钢在649℃不同应力蠕变过程中Laves相的析出行为及对强度的影响

为了研究T92钢在使用过程中显微组织的变化和Laves相的析出行为及对其强度的影响,进行了649℃、不同应力水平的蠕变试验;采用OM、SEM、TEM等观察了其显微组织和析出相的变化,并测试了硬度的变化。结果表明:热处理后T92钢的基体为具有高密度位错的马氏体组织,钢中大量的析出相为M23C6和MX;蠕变后钢中析出Laves相,其析出方式为一是依附于M23C6析出,二是在晶界单独析出,两种方式析出的Laves相的熟化速率都比M23C6的快;蠕变后钢的硬度(强度)随时间延长逐渐下降,主要原因是钢中析出了laves相造成的。

T92钢在蠕变过程中Laves相的析出与熟化行为

用透射电子显微镜和JMatPro模拟软件,对T92钢在650℃,120MPa条件下蠕变时Laves相的析出和熟化行为进行了研究。结果表明:T92钢中Laves相的溶解温度为710.5℃,所以其在730～800℃回火后的供货态中不含Laves相;但在650℃蠕变和时效30h后钢中均析出了Laves相;Laves相易于依附于M23C6形核是由于钨、硅在M23C6周围的富集;在蠕变过程中Laves相的熟化速率约为19.6nm3/s,与时效过程对比发现,应力会促进Laves相的熟化过程。

T92钢在高温水蒸气中的氧化行为

目的研究T92钢在90%Ar+10%H2O(均为体积分数)气氛中750℃条件下的氧化行为。方法在管式炉中进行高温氧化实验,利用SEM/EDS和XRD分析氧化膜的形貌、结构和成分。结果 T92钢在高温水蒸气环境中,氧化初始阶段的氧化产物为Fe2O3和FeCr2O4。随后的氧化过程中,Fe快速向外扩散,氧化加速。最终的氧化膜呈双层结构,内层为Fe2O3和FeCr2O4,外层为Fe2O3,氧化层内存在孔洞,且有裂纹。结论 T92钢在氧化初期不生成保护性富Cr氧化膜,在高温水蒸气环境中的氧化严重。