中温临氢钢12Cr2Mo1R回火脆性研究

对正火回火状态的中温临氢钢12Cr2Mo1R进行模拟最小程度焊后热处理试验,采用阶梯冷却加速脆化法,进行了回火脆化处理,并对12Cr2Mo1R钢的回火脆化敏感性进行了研究。试验研究结果表明:12Cr2Mo1R具有良好的抗回火脆化性能,该钢在阶梯冷却试验前后的组织形貌无明显变化。     

作用应力对2.25Cr-1Mo合金钢回火脆性的影响

在146.7MPa的作用应力下,对加氢反应器材料2.25Cr-1Mo合金钢(%:0.15C、2.32Cr、0.95Mo、0.011S、0.009P、0.0068As、0.0035Sb、0.0079Sn、0.01V)进行468℃125h和400h的等温回火脆化试验。根据加氢反应器母材试块脱脆、脆化和应力作用3种状态冲击功和温度关系曲线,得出各状态回火脆性转变温度VTr54.2(℃)值和回火脆化度ΔVTr54.2(℃)。结果表明,温度和等温时间是导致材料回火脆化的主要因素,作用应力对2.25Cr-1Mo钢回火脆性的影响不显著。     

1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢的脆化机制

12%Cr耐热钢的脆化一直是材料研究的热点问题,借助于力学性能测试、金相分析、断口扫描分析以及TEM微观结构分析,研究了1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢在淬火、回火以及时效过程中产生的脆性,结果表明：淬火时的冷却速度对冲击韧性有显著的影响,冷却速度过慢将导致不可逆脆性,其脆化机制是由于缓冷时M23C6碳化物沿原奥氏体晶界连续析出,以及回火时残余奥氏体发生分解导致M2C碳化物沿奥氏体薄膜连续析出,杂质元素的原奥氏体晶界偏聚不是产生脆化的原因,导致不可逆脆化的淬火缓冷通过的温度区间为820℃～660℃;与回火温度有关的脆性有二类：450℃～500℃回火产生的（475脆性）,脆化严重,其脆化机制是杂质元素的原奥氏体晶界偏聚和脆性相的析出,去脆化处理可以恢复其韧性;另一类是在约625℃回火产生的,脆化程度较轻;高温回火后缓冷引起的脆化很复杂,杂质元素的晶界偏聚、粗碳化物的析出以及二次淬火均导致回火脆性,通过去脆化处理均可以恢复其韧性。杂质元素的晶界偏聚是脆化的主导机制,二次淬火引起的脆化受环境影响非常大,引起的脆化也非常严重,是产品质量不稳定的主要原因。595℃长期时效脆化主要是由碳化物的析出以及杂质元素的非平衡晶界偏聚引起的,临界时间约为100h,通过去脆化处理可以恢复其部分韧性。     

大型锻件用钢的回火脆性

讨论了回火脆性的产生原因和合金元素及杂质对钢的回火脆性的影响，介绍了目前国际上测定与判别回火脆性的方法，几种典型大锻件有钢的回火脆化倾向以及这种脆化倾向的工艺途径。     

正火12Cr1MoV钢回火脆化的冷速敏感性

采用示波冲击试验和高分辨透射电子显微分析技术，研究了回火冷却方式对正火１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢回火脆化的影响。结果表明，该钢存在两个不同的回火冷速敏感性温度区间；高于６４０℃回火，铁素体基体中沉淀析出碳化物以ＶＣ类型为主，回火脆性没有明显的冷速舔生，低于６４０℃回火，基体中沉淀析出的碳化物以Ｆｅ３Ｃ类型为主，回火脆化具有明显的冷速敏感性和可逆性。     

1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺,结果指出试验钢产生第一类回火脆性的主要原因是马氏体板条界存在聚集长大的Fe_3C及M_3C脆性相,导致冲击韧性显著下降。Mo_2C与基体处于共格状态,使基体周围晶格产生很大的静畸变是次要原因;产生第二类回火脆性的原因,一是由于碳化物M_(23)C_6沿原奥氏体晶界和马氏体板条界迅速聚集并粗化,二是板条间残余奥氏体膜因碳贫化而发生热失稳分解。结合技术协议要求,为了有利于组织的稳定性,本试验钢的最佳回火工艺为580℃×2h空冷。     

Cr—Mo钢的回火脆性及其评定

本文简述了影响Cr-Mo钢回火脆性的各种因素,介绍了步冷脆化处理工艺和Cr-Mo钢回火脆性的评定方法。     

压力容器用12Cr2Mo1R钢板的研制

本文介绍了12Cr2MolR钢板的生产工艺和性能,详细地研究了钢板热处理工艺与组织及性能的关系,钢板在较宽的回火参数范围内均能得到良好的性能。对12Cr2MolR钢板的抗层状撕裂性能和抗回火脆化能力的研究证实均能满足临氢设备用2.25Cr-1Mo钢板的技术要求。     

临氢21/4Cr-1Mo焊接接头的回火脆化倾向性

采用步冷试验法对21/4Cr-1Mo钢焊接接头的回火脆化倾向性进行评定试验。结果表明,由于焊缝、焊缝金属的回火脆化倾向性,试验焊接接头焊接热影响区的韧性高于焊接热影响区。由于焊缝和母材的磷含量较低,磷偏聚对回火脆化倾向性的影响较小,而组织结构对韧性和回火脆化倾向性的影响较大。     

2.25Cr-1Mo合金钢回火脆化过时效现象的研究

研究了2.25Cr-1Mo合金钢在回火温度下时效处理时,发生回火脆化和回火脆化的过时效反偏聚现象。应用非平衡偏聚的动力学理论,确定了成分(%)为0.15C、2.32Cr、0.95Mo、0.009P的2.25Cr-1Mo合金钢在650℃140 h回火时钢中磷的非平衡晶界偏聚规律。试验得出,2.25Cr-1Mo合金钢650℃磷非平衡偏聚的临界时间t_c为20 h,晶界磷的原子浓度,由初始状态的0.016%提高至最大值2.79%。根据试验数据进行的动力学计算,得出的计算曲线与试验结果吻合,验证了非平衡晶界偏聚空位-复合体模型的扩散机制。     

11／4Cr—1／2Mo钢管540℃使用12万小时后的性能试验研究

本文对540℃,4.55MPa氢分压下使用12万小时的1 1/4Cr-1/2Mo钢进行了室温及使用温度的力学性能,断裂韧性和夏比冲击功的脆性转变温度的试验研究。实验结果表明,各温度下的母材屈服强度均高于埋弧自动焊焊缝,塑性基本相同。母材断裂韧性δ_c在各温度下保持了较高水平,而焊缝δ_c值低且不稳定。母材脆性转变温度vT_(r40)=10℃。焊缝的转变温度升高,vT_(r40)=100℃,主要原因是焊缝晶粒粗大,磷沿晶界析出。     

NiCrMoV转子钢回火脆性的研究(Ⅲ)——某些合金元素(锰、钼)对回火脆性敏感性的影响

本文就某些合金元素Mo和Mn加入到NiCrMoV转子钢中对回火脆性敏感性的影响进行了研究。当加入0.3％Mn以后,该钢的塑脆转变温度(FATT)在所有的时效时间都比不含Mn的相同钢大约提高了一倍。尽管Mn-P有某种共偏聚效果,但FATT的提高主要与Mn本身对晶界结合强度的固有影响以及P的脆化能力提高有关。 比较NiCr转子钢和NiCrMoV转子钢的杂质导致的脆性行为,根据FATT的测定就可清楚地看到Mo的有益贡献。试验结果显示了Mo的清扫剂作用,在体内Mo-P的交互作用而抑制了脆性,Mo与P在晶界的共偏聚从而降低了磷的脆化能力。本文还报告了在长时时效时碳化物中富集磷的试验结果。     

淬火冷却速度对耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN组织和性能的影响

研究了1040℃1h油冷、炉冷(5℃/min)、1℃/min、0.5℃/min冷却后耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN的组织和该钢1040℃1h不同冷却速度淬火+565℃2h空冷后的力学性能。试验结果表明,该钢4种冷却速度淬火均可得到马氏体组织,但油冷+回火的A_(KV2)值为156.5 J,而5～0.5℃/min冷却+回火时为40.5～16.5 J。残余奥氏体发生热失稳分解是导致试验钢淬火缓冷后冲击韧性显著下降的主要原因;在淬火缓冷过程中720～820℃这一温度段,由于原奥氏体晶界上碳化物的大量析出,使残余奥氏体中合金元素和碳含量的显著减少,造成淬火组织中的残余奥氏体稳定性大幅度下降。     

特厚临氢设备用钢12Cr2Mo1R(SA387Gr.22Cl.2)的试制

介绍了特厚临氢设备用12Cr2Mo1R(HIC)钢板的生产工艺和技术指标,详细研究了钢板热处理工艺与组织对模拟焊后热处理和回火脆化倾向等性能的关系。以118mm厚钢板为例,给出了化学成分及力学性能结果,结果表明该特厚临氢设备用12Cr2Mo1R钢板成分均匀、杂质元素含量低、综合力学性能优良、回火脆化敏感性低。     

复杂应力状态2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律

用带预裂纹的缺口试件研究2.25Cr-1Mo钢高温低周疲劳裂纹扩展规律,通过疲劳试验观察裂纹扩展寿命,应用ANSYS计算裂纹尖端应力应变分量和当量弹、塑性应变范围,利用当量J积分范围表征2.25Cr-1Mo钢在复杂应力状态下的低周疲劳裂纹扩展速率.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN与当量J积分范围△Jf的关系不受试件缺口型式和加载应变范围的影响,用当量J积分来评价2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律是有效的.     

200 mm厚度加氢反应器用特厚板12Cr2Mo1VR(H)的开发

介绍了加氢反应器特厚板12Cr2Mo1VR(H)钢的成分设计、冶炼、浇铸和轧制工艺,利用JMatPro软件计算热扩散率、热容量、钢板导热能力等重要相变参数,并分析了热处理制度对其组织、回火脆化性能、高温持久与蠕变性能的影响。生产过程中通过调整Cr、Mo(Mn)和V含量,控制各组织的形态和分布,促进晶内铁素体形核,利用洁净钢冶炼技术将有害元素控制在较低水平,减少有害元素晶界偏聚产生的回火脆化现象,利用水冷模浇铸技术和控制轧制技术控制原始晶粒度,性能检测结果显示,12Cr2Mo1VR(H)钢的抗回火脆化温度达到-51℃,钢板经模拟热循环后X向、Y向、Z向的三个位置拉伸性能差异范围在15 MPa以内,厚度截面表层、厚度1/4、厚度1/2、厚度3/4位置冲击功均达到280 J以上,无较大的位置趋向差异,在540℃温度下,加载力为210 MPa时,持续1 010 h未断裂,高温蠕变弹性伸长率为0.147 5%,总塑性伸长率1.454 5%。     

特厚临氢设备用钢12Cr2Mo1R(SA387Gr.22Cl.2)的试制简

 介绍了特厚临氢设备用12Cr2Mo1R(HIC)钢板的生产工艺和技术指标,详细研究了钢板热处理工艺与组织对模拟焊后热处理和回火脆化倾向等性能的关系。以118mm厚钢板为例,给出了化学成分及力学性能结果,结果表明该特厚临氢设备用12Cr2Mo1R钢板成分均匀、杂质元素含量低、综合力学性能优良、回火脆化敏感性低。     

2.25Cr-1Mo钢低温冲击性能和韧脆转变温度研究

对2.25Cr-1Mo钢进行了系列温度的夏比V型缺口冲击试验,通过冲击吸收能量和断口形貌研究了其低温冲击韧性和韧脆转变温度。结果表明,该钢管在高于-30℃温度时呈韧性断裂或韧脆性混合断裂,低于-30℃呈解理脆性断裂。其韧脆转变温度为-23.9℃。     

热处理工艺对14Cr1MoR钢组织和性能的影响

本文研究了热处理工艺对１４Ｃｒ１ＭｏＲ钢组织和力学性能的影响。结果表明,该钢在９００￣９３０℃正火后加速冷却,在较宽的回火参数Ｐ＝１９．７４￣２０．４６范围内,可以获得良好的强韧化效果和较高的抗回火脆化能力。在此基础上确定了用于钢板制造的热处理工艺规范。实践证明,该工艺合理可行。     

氢与回火脆化对2.25Cr—1Mo钢局部脆断应力的影响

采用恒温有限元法，研究了一定温度与氢原子回火脆化对三种不同成分２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢局部脆断应力的影响，结果发现，可用局部脆断应力σ１的变化衡量材料的回火脆化倾向，但由于晶界上杂质元素与氢原子分布的随机性，可能导致沿晶脆断应力的分析，在降低局部脆断应力的作用下，氢脆与回火脆化具有叠加关系。