12CrlMoV钢组织转变与剩余寿命预测

12Cr1MoV钢是国内电站锅炉等高温部件广泛采用的钢种。研究表明,对于在高温条件下运行的12Cr1MoV钢·T·(20+lgt来说,由于组织的劣化,导致持久性能的下降,这一过程可用Larson Miller法表示为:10-3r)=Z-blgσ-cσ,其中b,c是常数,Z是用于表征由于组织劣化而产生的组织变化参数。通过关联数种不同组织状态的12Cr1MoV材料的持久性能数据,研究了组织、持久性能与组织变化参数之间的关系,为高温构件剩余寿命的预测提供了一种新的分析方法。     

12Cr1MoV钢组织转变与剩余寿命预测

12Cr1MoV钢是国内电站锅炉等高温部件广泛采用的钢种.研究表明,对于在高温条件下运行的12Cr1MoV钢来说,由于组织的劣化,导致持久性能的下降,这一过程可用Larson-Miller法表示为:10-3·T·(20 lgtr)=Z-blgσ-cσ,其中b,c是常数,Z是用于表征由于组织劣化而产生的组织变化参数.通过关联数种不同组织状态的12Cr1MoV材料的持久性能数据,研究了组织、持久性能与组织变化参数之间的关系,为高温构件剩余寿命的预测提供了一种新的分析方法.     

FES-DP系统及Z参数法评定Cr5Mo钢的剩余寿命

珠光体耐热钢是石化装置常用的炉管材料,针对其在高温服役中的安全评估问题,研究开发了FES-DP高温管线安全评估决策支持系统,并介绍了FES-DP系统的基本结构.针对常用的耐热钢Cr5Mo介绍了寿命评估的基本策略,提出用P=29.608-Z-5.0851gσ表征平行于Cr5Mo钢持久性能主曲线的曲线族,其中Z=0.203(E-1),参数Z表征了持久性能退化程度,E为球化等级.由此可以通过对构件组织的评定来定量预测构件的剩余寿命.     

热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

通过热模拟试验对12Cr1MoV钢进行了不同工艺的正火+回火热处理,研究了热处理工艺对该钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:12Cr1MoV钢正火+回火后的正常显微组织为回火贝氏体+铁素体或回火贝氏体+铁素体+珠光体或铁素体+珠光体;如果回火温度过高或正火冷却速率不足,则分别会导致钢中出现两相区组织黄块马氏体和钒的碳化物沿晶界及晶内聚集长大的情况,显著降低钢的力学性能。     

珠光体耐热钢在高温时效中的材料弱化

采用了11种实验室模拟工艺(650～750 ℃、1.5～873 h),利用TEM、SEM、OM等考察了珠光体耐热钢12Cr1MoV高温长时间加热后成分、组织结构与性能的变化.研究表明,试验用钢在高温时效后其组织结构明显退化,固溶体内合金元素Cr、Mo、V严重贫化(其中Mo的降幅为2/3),发生晶粒长大(～70%),碳化物向晶界的聚集粗化,以及相变位错密度显著降低和位错胞尺寸变大及消散等,同时基体硬度下降30%.多层次结构综合分析表明,12Cr1MoV耐热钢高温时效中,由于组织结构的退化,引起其性能的劣化,导致材料的弱化(老化).     

Cr12MoV钢焊接区表面高频淬火后的超塑性焊接

对Cr12MoV钢进行表面高频淬火后超塑性焊接,选用的工艺参数为:加热温度为800℃,焊接时间t=5min,预压应力σ0=56.6MPa,初始应变速率ε0=2.5×10-4s-1。对接头组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊接区局部高频淬火后的Cr12MoV钢在其超塑变形温度及应变速率范围内,经短时间超塑焊接,其接头抗拉伸强度可以达到母材值。     

12Cr1MoV高温时效过程的动力学研究

对低碳低合金耐热钢12Cr1MoV在高温时效过程中,合金元素贫化以及从晶内向晶界扩散迁移、晶粒长大和脱溶沉淀的碳化物粒子粗化等成分、组织结构变化进行了研究,运用扩散理论、相变热力学和动力学理论对这些转变的规律进行分析和处理,并获得与实验相符合的结果.结果表明,合金元素的贫化和晶粒长大分别符合ΔC=K.t3/2和Dt=C.t1/2规律;通过Larson-Miller(P=T(C+lgt)热强参数的统一描述,指出了12Cr1MoV钢高温时效是持续而又缓慢的成分和组织结构逐渐变化(退化)的过程.     

15CrMo钢和12Cr1MoV钢的快速金相制样方法

对15CrMo钢和12Cr1MoV钢的快速金相制样方法进行了探索,确定了一种磨抛光侵蚀剂法。结果表明:采用由25mL蒸馏水、30mL双氧水、2mL氢氟酸和2g草酸配置的磨抛光侵蚀剂,在室温下侵蚀试样约60s,能够清晰地显示出15CrMo钢和12Cr1MoV钢的显微组织;该方法具有操作简单、耗时少、不受部件位置和形状限制等优点,可极大地提高现场金相制样的效率。     

瞬态电能强化40CrNiMoA钢表面的组织和性能

采用自制SQ-2型瞬态电能表面强化设备,以石墨、CrWMn钢、YG-8硬质合金和Cr12MoV钢为电极,对40CrNiMoA钢进行瞬态电能表面强化.分析了强化层的组织、硬度、相组成和耐磨性.结果表明,石墨和Cr12MoV电极瞬态电能强化40CrNiMoA钢表层后,形成的过渡层较宽,而由CrWMn和YG-8电极强化后的过渡层较窄.Cr12MoV和CrWMn电极强化40CrNiMoA钢后,强化层都是由Fe相、Fe1.88 C0.12及FeN0.0324组成,但是Cr12MoV电极的强化层中氮化物和碳化物的含量较CrWMn电极强化后的多.由石墨和Cr12MoV电极所获得的强化层,其耐磨性比未处理试样提高了5倍以上,而且硬度提高的深度比CrWMn和YG-8电极强化后的大.     

长期高温服役电站主蒸汽管道的剩余寿命评估

采用金相检验、力学性能测试及高温蠕变持久试验等方法，对某电站主蒸汽管道12Cr1MoV钢管的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明：长期高温服役后，12Cr1MoV钢管道组织中出现5级珠光体球化，晶内碳化物析出明显，蒸汽管道内壁、中间、外壁组织的球化程度、晶粒度等级均一致，管道的力学性能下降明显；估算管道的剩余寿命约为4.45 a。     

12Cr1MoV钢过热器爆管的显微组织和力学性能

以电站锅炉12Cr1MoV钢高温过热器爆管为研究对象,通过宏观观察、金相检验、硬度测试、化学成分分析等方法分析了爆管背烟侧及迎烟侧管材的显微组织及力学性能差异。结果表明:该过热器管材有明显劣化现象,爆管背烟侧和迎烟侧显微组织和力学性能存在明显差异;爆管迎烟侧组织老化现象较为严重,珠光体呈4.5级球化,常温拉伸性能和硬度明显低于背烟侧的,表明炉内长期高温烟气冲刷对高温过热器管迎烟侧材质劣化影响更为明显。     

不锈钢与渗碳钢惯性摩擦焊接头的组织与性能

目的 研究0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢与20CrMnMo渗碳钢的惯性摩擦焊焊接接头的组织与力学性能。方法 通过金相、能谱分析、显微硬度、拉伸试验对焊接接头进行组织与力学性能分析。结果 焊接试样上0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢一侧飞边尺寸比20CrMnMo渗碳钢一侧飞边小;焊接接头熔合区仅为50 μm,熔合线附近元素扩散层很窄,其中0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢仍为奥氏体组织,20CrMnMo钢组织由铁素体与珠光体转变为马氏体与索氏体,20CrMnMo一侧热力影响区组织为细小的片状珠光体与铁素体;焊缝区的显微硬度为358HV,高于2种母材;焊接接头抗拉强度大于590 MPa,断后伸长率大于32%,断裂位置均在0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢母材一侧。结论 采用惯性摩擦焊工艺可实现不锈钢与渗碳钢的高强连接。     

TP304H与12Cr1 MoV锅炉管异种钢的焊接

利用舍夫勒组织图对韶关发电厂SA2 13TP30 4H与 12Cr1MoV异种钢接头可能出现的焊接组织进行了分析 ,制订出了合理的焊接工艺 ,并对锅炉上的SA2 13TP30 4H与 12Cr1MoV钢焊口进行了施焊 ,经 17个月的运行 ,10 4个焊口未出现爆漏现象     

珠光体耐热钢12Cr1MoV的焊接实践

文中分析了珠光体耐热钢12Cr1MoV的焊接工艺要点,对材料的焊接工艺进行了评定试验,并介绍了工程现场焊接工艺控制过程。     

金属材料裂纹扩展Paris律的模拟方法与应用

结合TA12、TC4钛合金和Cr2Ni2MoV钢的Paris律实验结果,对基于材料的低周疲劳临界损伤获取材料疲劳裂纹扩展Paris律的有限元模拟方法(称为LFF方法)进行了有效性验证,并开展了拓展应用。实验结果与模拟结果比较表明,LFF方法用于模拟材料Paris律有良好准确度。应用LFF方法获得了Cr2Ni2MoV钢、N18合金在多种高温下的Paris模型参数,研究了疲劳裂纹扩展速率的温度效应。     

激光热处理对1Cr11Ni2W2MoV钢的组织和性能的影响

本文着重研究了1Cr11Ni2W2MoV钢的激光相变硬化处理。结果表明此种工艺可以明显提高材料在550℃以下的力学性能,并证明性能的好坏与激光照射参数有关。初步分析了组织与性能之间的关系。     

金相法测定1Cr11Ni2W2MoV钢渗碳层深度的条件选择

为选择适合金相法测定1Cr11Ni2W2MoV钢渗碳层深度的热处理状态及其侵蚀剂,在不同热处理状态下对其进行显微组织形貌观察.结果表明,1Cr11Ni2W2MoV钢渗碳层深度在退火状态下测定最佳,使用三氯化铁盐酸水溶液侵蚀剂效果较好.     

Crl2MoV钢焊接区表面高频淬火后的超塑性焊接

对Crl2MoV钢进行表面高频淬火后超塑性焊接,选用的工艺参数为：加热温度为800℃,焊接时间t=5min,预压应力σ0=56．6MPa,初始应变速率ε0=2．5×10^-4s^-1。对接头组织进行了观察和分析。试验结果表明,焊接区局部高频淬火后的Crl2MoV钢在其超塑变形温度及应变速率范围内,经短时间超塑焊接,其接头抗拉伸强度可以达到母材值。     

2.25Cr-1Mo的焊接及回火脆化倾向评定

珠光体耐热钢是以Cr-Mo为主的合金钢,合金元素的质量分数一般小于10%,钢的显微组织为珠光体+铁素体或贝氏体+铁素体。珠光体耐热钢有较好的抗氧化性和高温蠕变强度,广泛用于石油化工行业中高压、高温、临氢设备的制造。珠光体耐热钢的焊接一直是压力容器生产制造过程中的重点难点。该文以2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo1R)为例介绍一下珠光体耐热钢的焊接工艺,并对焊接接头进行回火脆化倾向评定。     

钢中渗碳体特性的理论计算与实验研究

采用第一性原理方法计算了钢中渗碳体的电子结构、力学与物理性能.确定了不同结构Fe3C、Fe2C及Fe5C2等铁碳化物之间的稳定性,从原子和电子层次揭示了添加合金元素与附加应力对渗碳体相稳定性的影响规律与机制.研究了珠光体渗碳体在大冷变形及退火过程中的演变规律,建立了共析珠光体钢在大冷变形过程中铁素体的碳过饱和度与冷轧压下率问的定量关系,阐明了添加元素Cr、Mn、Si对冷变形过程中渗碳体溶解行为的影响规律,给出了重度冷轧后珠光体钢的退火组织分为细晶区与粗晶区的有力判据,分析了粗晶区与细晶区中渗碳体颗粒随退火时间的变化规律,发现2个区域内珠光体渗碳体颗粒的粗化动力学均符合关系式d=ktn,但渗碳体颗粒的粗化机制不同,而且进一步研究了Cr、Mn、Si等元素对2个区域内渗碳体颗粒粗化机制的影响规律.此外还研究了中高碳钢在温变形与热变形条件下渗碳体的球化规律,提出了高碳珠光体钢在不变形、中碳钢在珠光体区大变形条件下渗碳体的快速球化工艺,为进一步深化与丰富钢铁材料的超细化理论及其工业化应用提供了理论与实验支持.