高温服役后TP347HFG钢的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机分析了过热器管TP347HFG钢高温运行1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后的组织与性能。结果表明,高温服役1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后,TP347HFG钢仍保持明显的孪晶特征,析出的NbC有利于保持材料的组织稳定性。TP347HFG钢高温服役后力学性能能够保持稳定,随服役时间增加,强度增加而塑性变化不大。     

T91/TP347H异种钢焊接接头服役微观组织转变

异种钢焊接接头在超超临界电站锅炉结构中应用广泛.采用XRD,SEM及EDS及显微硬度对原始态和服役1×105 h的T91/TP347H异种钢焊接接头的相组成、显微组织形貌和元素组成进行了表征分析,并采用显微硬度计对2种接头的显微硬度进行了测试.结果 表明,相较于原始态,服役1×105 h的接头TP347H母材晶粒更为粗...     

T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能和微观组织及硬度

为探究服役对T91/TP347H异种钢焊接接头力学性能的影响,在620 ℃不同应力水平下,对T91/TP347H异种钢焊接接头进行了高温蠕变试验,分析其蠕变行为,并采用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度计对T91/TP347H异种钢焊接接头服役前后的断口形貌、显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,高应力水平下,焊接接头失效更快,且断口更加粗糙并带有大的韧窝;相较于原始态,服役1×105 h后的焊接接头T91侧出现沉淀物粗化,晶界加宽,容易产生应力集中现象,使得材料产生沿晶界脆性断裂倾向;服役过后,T91侧出现软化现象,而TP347H侧和焊缝有强化现象,焊缝硬度显著增加,且焊接接头的T91侧硬度平均值均大于TP347H侧。文中基于宏观力学试验、微观组织观测和显微硬度测试,分析了服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头的变化。 创新点： (1)从宏观力学试验、断口形貌以及金相分析多个角度,分析T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变性能以及服役对母材、热影响区、焊缝区微观组织变化的影响。 (2)基于显微硬度测试,分析服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头母材及焊缝区的硬度变化,服役对焊缝及TP347热影响区起硬化作用。     

超临界锅炉用TP347HFG钢的材质特性及焊接工艺分析

文中介绍了本公司锅炉TP347HFG钢的使用情况,通过分析TP347HFG钢的特性,提出了焊接TP347HFG钢及及其与T91钢形成异种接头的焊接工艺及措施。     

高温短时时效对TP347HFG钢组织和力学性能的影响

为探究高温短时时效处理后TP347HFG钢组织、性能的变化特点,采用金相显微镜、扫描电镜观察、布氏硬度测试、拉伸测试等试验手段研究了720℃下48、72、96和120 h时效处理后的试样。结果表明,和未时效的相比,时效后材料强度和硬度有明显的提高,变化趋势是随时效时间增加先增加后降低,在72 h时达到最大值。72 h时效处理后,原始粗大的未溶解第二相消失,基体中弥散析出的细小第二相(主要是NbC)逐渐增多,晶界也有少量第二相(主要是Cr_(23)C_6)析出,晶粒大小变化不明显,平均尺寸维持在30μm左右;时效96 h后晶界处第二相数量增多,开始聚集、熔合、粗化,有一部分晶粒异常长大,至时效120 h时晶界处可见大量粗大的第二相,晶粒的平均尺寸约为35～40μm。说明时效处理后TP347HFG的性能的改变与时效后组织的变化(第二相的析出、晶粒的长大)有关。     

700 MW亚临界锅炉三级过热器TP347HFG钢失效分析

针对亚临界锅炉三级过热器SA213?TP347HFG奥氏体不锈钢管材发生爆管,通过对其进行硬度检查、金相组织观察、SEM电镜扫描和能谱分析,找出导致爆管的原因。结果表明:奥氏体晶粒明显长大,晶界有碳化物Cr₂₃C₆析出导致晶界贫铬,抗腐蚀性能下降;长期高温甚至超温工况下的晶间腐蚀导致了SA213?TP347HFG三级过热器的爆管。本研究对掌握该批材料服役情况具有重大的借鉴意义,并提出预防类似事故的建议。     

锅炉高温过热器弯管的失效分析

用显微组织、力学性能和扫描电镜等方法,分析了1900 t/h超临界锅炉用TP347H高温过热器弯管在高温运行近1 000h下产生裂纹的原因,结果表明,TP347H奥氏体钢冷加工成形后未经过固溶处理,腐蚀敏感性增强.在高温及烟气、煤灰覆盖层等运行环境下,在综合应力的作用下,加速腐蚀过程,在弯头应力集中部位产生了晶间应力腐蚀裂纹.     

T92钢与TP347H钢焊接接头高温蠕变研究

通过显微组织观察和微型杯突试验,对长时间高温服役状态下的T92/TP347H钢焊接接头进行微观组织观察和断裂特性分析。结果表明,T92/TP347H钢焊接接头各区域受焊接热循环的影响,微观组织差别较大。焊接接头最易断裂区域为细晶区。     

TP347HFG管子冷弯后固溶热处理工艺分析

通过对冷弯弯头受力及应变的分析,参考国内外不同标准对于奥氏体钢管冷弯后固溶工艺的要求,结合实际生产中TP347HFG钢管冷弯后的性能变化,对TP347HFG材料钢管冷弯后固溶工艺提出了建议,为TP347HFG材料在超临界及超超临界机组上的推广应用提供参考.     

电站用SA-213TP347HFG钢的焊接工艺研究与应用

针对目前高参数、大容量、高效率机组的快速发展,分析了过热器、再热器等用钢SA-213TP347HFG的焊接性;提出了此类新型细晶粒奥氏体耐热钢焊接时的主要技术难点及解决思路。通过试验研究分析得到合适的焊接工艺,并简述了现场SA-213TP347HFG钢的焊接操作要点,为超临界、超超临界机组中此类钢的焊接提供了参考。     

T91/TP347H异种钢焊接接头高温时效组织对性能的影响

异种钢焊接接头广泛应用于超超临界电站锅炉结构中.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备对服役10年并在750℃下进行不同时间时效处理的T91/TP347H异种钢焊接接头的组织与性能进行了分析.结果 表明,随着时效时间的延长,焊缝组织基本稳定,T91和TP347H的热影响区晶粒尺寸逐渐增大,析出物逐...     

奥氏体与铁素体异种钢接头高温性能的研究

本文研究了我国第一台6×10~5kW电站锅炉受热面部件高温段采用异种钢的焊接问题。重点研究了TP304H、TP347H与国产12Cr2MowVTiB新钢种的焊接问题。认为,12Cr2MOWVTiB与奥氏体钢的异种钢接头是同类型接头中较合理的匹配形式,具有最高的蠕变断裂强度。     

C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量和持久寿命的影响

研究了C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量（成分、体积分数和尺寸）和持久寿命的影响.对ASME成分范围内的2种不同C和Nb含量的TP347HFG钢在650℃,230和150 MPa条件下进行持久实验,持久寿命分别为199,420 h和2426,8837 h,其中C含量较低Nb含量较高的样品持久寿命较长.对持久管样的EPMA-EDS+MPSM和TEM-EDS分析表明,较低的C含量和较高的Nb含量对应较少的M₂₃C₆和较多的MX,并阻碍了M₂₃C₆的聚集粗化,同时基体中可保留较多的Cr,有利于延长持久寿命.此外,运用热力学软件Thermo-Calc分析了在500-1300℃范围内C和Nb组合含量的变化对各相成分和体积分数的影响,与实验结果相吻合.     

HVAF喷涂Inconel625涂层在生物质发电环境的高温腐蚀行为

秸秆等生物质焚烧发电时产生的含氯气体和碱金属氯化物腐蚀使受热面金属管道的服役寿命比煤电机组显著降低。 管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。 采用可现场施工的空气超音速火焰喷涂(HVAF)在 TP347H 耐热钢表面,制备了 Inconel 镍基耐高温腐蚀涂层,研究了 TP347H 耐热钢喷涂 Inconel 625 合金涂层前后的长期高温腐蚀特性(550 ℃ ,500 h),验证了 HVAF Inconel 625 合金涂层的高温含氯腐蚀防护作用。 显微观察结果表明,优化工艺参数条件下 HVAF 涂层组织致密、 孔隙率低至 0. 72%,与基材结合良好。 腐蚀增重结果表明,采用 HVAF 制备 Inconel 625 合金涂层后,TP347H 耐热钢的腐蚀增重降低 7. 6 倍,耐腐蚀性能显著提升。 冲蚀试验结果表明,HVAF Inconel 625 合金涂层在最初阶段由于表层凸起颗粒的剥落而冲蚀性能极低,进入稳定阶段后耐冲蚀性能提高,与 TP347H 基材的耐冲蚀性能相当。     

C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量和持久寿命的影响

研究了C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量（成分、体积分数和尺寸）和持久寿命的影响.对ASME成分范围内的2种不同C和Nb含量的TP347HFG钢在650℃,230和150 MPa条件下进行持久实验,持久寿命分别为199,420 h和2426,8837 h,其中C含量较低Nb含量较高的样品持久寿命较长.对持久管样的EPMA-EDS+MPSM和TEM-EDS分析表明,较低的C含量和较高的Nb含量对应较少的M₂₃C6和较多的MX,并阻碍了M₂₃C₆的聚集粗化,同时基体中可保留较多的Cr,有利于延长持久寿命.此外,运用热力学软件Thermo-Calc分析了在500—1300℃范围内C和Nb组合含量的变化对各相成分和体积分数的影响,与实验结果相吻合.     

ADI铁路机车制动器耐磨件的试制

用牌号为QTD 1400-1的等淬球铁(ADI)试制了东风4B内燃机车制动装置用衬套等铸件,其球化率为2~3级、石墨球大小5~7级、珠光体体积分数大于80%,等淬热处理工艺为:880~920℃×1~2 h+240~280℃×1~2 h,热处理后金相组织为针状铁素体+富C奥氏体+球状石墨,力学性能检测结果为:抗拉强度1 460~1 510 MPa,伸长率1.6%~4%,硬度46.0~48.5 HRC。通过30万km行车试验证明,ADI衬套等耐磨件可以满足内燃机车制动装置的服役使用要求,在相同工况条件下的磨耗是原来钢衬套的1/3~1/5。     

火电站用T23/TP316H异种金属焊接接头服役损伤分析

通过试验研究分析了服役后的高温蒸汽管道中T23/TP316H异种金属焊接接头的微观组织、成分和氧化情况。结果表明,在540℃/17 MPa条件下服役10万h后,TP316H钢侧虽会被氧化,但未发现明显的会导致接头早期失效的潜在危险因素;T23钢侧会出现沿焊缝/热影响区界面的氧化,并出现了沿界面的开裂。T23钢与镍基焊缝金属的界面氧化损伤与界面两侧热膨胀系数、高温蠕变强度差异及界面附近的硬度梯度耦合后,很可能诱发界面失效,增加接头早期失效风险。与此同时,T23钢侧未发现蠕变、碳迁移软区等常见的界面失效弱化因素,所以界面氧化损伤是T23/TP36H异种金属焊接接头的主要损伤模式。     

在役2.25Cr-1Mo钢不同氢含量条件下韧脆转变行为

基于Charpy冲击实验研究加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢长期高温服役后的回火脆化倾向.为了研究氢含量对该材料韧脆转变行为的影响,对已发生一定程度回火脆化的2.25Cr-1Mo钢进行电化学充氢处理,分别将试样氢浓度控制在2×10-6和4×10-6.对充氢后的试样进行Charpy冲击实验和慢速率拉伸试验,并对冲击断口形貌进行宏观与微观观察与分析.结果表明2.25Cr-1Mo钢长期高温服役后有较大的氢脆敏感性,充氢使2.25Cr-1Mo钢的韧脆转变温度升高,断口中出现沿晶断裂特征,且随着氢含量的增加,其韧脆转变温度持续升高,沿晶断裂特征所占比例增加.最后对2.25Cr-1Mo钢受回火脆与氢脆共同作用下的韧脆转变机理进行了探讨.     

冷轧辊用MC5锻钢的碳化物超细化工艺

对轧辊用MC5钢试样采用高温固溶+高温回火以及高温固溶+低温奥氏体循环+高温回火两种不同热处理工艺处理后的显微组织及碳化物进行了观察,研究了高温固溶温度、奥氏体化温度以及奥氏体循环次数对MC5钢组织及碳化物转变的影响,研究结果表明,MC5钢试样采用1050℃×1 h高温固溶+840℃×0.5 h循环奥氏体化3次+740℃×6 h高温回火工艺处理后可获得最佳的碳化物细化及组织均匀化效果,碳化物平均尺寸可控制在0~0.5μm之间,且85%的碳化物尺寸在0~0.3μm之间。     

热处理对E911钢管力学性能的影响

对德国Vallourec & Mannesmann公司生产的159mm×27mm的E911钢管进行了力学性能测试、金相组织工艺和热处理试验.结果表明,E911钢经1040℃×0.5h正火+790℃×1h回火热处理后,其力学性能比其供货状态的要好得多,并且经650℃×3000h长时间时效后,E911钢管的常温性能、高温性能都比同样条件下T91钢要好得多,完全可以代替TP304H、TP321H和TP347H不锈钢管,可解决异种钢焊接问题,并可降低锅炉的制造成本.