超期服役F12耐热钢断裂失效与组织结构的相关性

采用金相、SEM和XRD等方法,对原始及不同服役阶段的F12马氏体耐热钢试样的性能和组织结构进行了分析和比较.结果表明:随着服役时间的延长,试样的力学性能明显下降;在不同服役阶段,F12马氏体耐热钢试样的显微结构发生了明显变化,不仅出现原奥氏体晶界处碳化物的粗化、基体组织中α-Fe的晶格常数减小,且断裂态马氏体组织完全分解,并在晶界粗化的碳化物处形成蠕变孔洞.马氏体组织分解、碳化物粗化和基体组织合金元素贫化是直接导致材料性能下降的原因.     

长期服役的12%Cr马氏体耐热钢中的碳化物及其变化

以X20CrMoV12.1耐热合金钢管为研究对象,重点研究了管道材料的显微结构变化,特别是碳化物沉淀相的形态和成分变化,探讨了材料性能变化的微观原因.结果表明:12%Cr耐热合金钢主蒸汽管线在550℃高温条件下经180 000 h长期服役后,材料的组织结构发生明显变化,出现马氏体分解,形成板条亚晶结构,表现出典型的蠕变特征;合金碳化物沉淀相大多分布于晶界和板条亚晶界,且相对于原始态粗化严重;晶界和亚晶界分布的碳化结构是M23C6,晶内相对细小的碳化物结构也大多数是M23C6,另有少量方形片状的富V碳化物MX;M23C6碳化物中合金含量随服役时间的延长明显富集,且分布在不同区域的碳化物不仅形态不同,其化学成分也存在明显差异.长期服役过程中碳化物产生这些演变现象与碳化物的粗化进程相关,并受热力学条件和扩散方式的影响.     

珠光体轨道钢白蚀层的研究进展

珠光体轨道钢是目前我国铁路轨道采用的主要钢种,其性能特点是抗磨损性能好,屈服强度高.珠光体轨道钢在服役时,表面发生损伤,有白蚀层生成,它对钢轨的服役寿命有重大影响.主要介绍了珠光体轨道钢白蚀层的研究进展,从白蚀层的形成过程、组织结构、形成机理等方面进行了阐述.     

国产T91耐热钢650℃蠕变断裂微观机理

在650 ℃下对国产T91耐热钢进行了标准拉伸持久试验,采用外推法计算出该钢105 h的持久强度极限为55.42 MPa.使用OM、SEM、TEM和 XRD对不同应力状态下的蠕变断裂试样微观组织进行分析比较.研究结果显示,随着持久断裂时间的延长,T91耐热钢蠕变断裂状态由韧性断裂向脆性断裂模式改变;材料中出现马氏体板条组织分解、M23C6碳化物粗化、位错密度降低和再结晶等现象.析出相强化作用的下降,马氏体板条的碎化和多边形化以及位错机构的退化是国产T91耐热钢蠕变性能下降的主要原因.碳化物的EDS分析表明,不同形貌M23C6碳化物成分存在差异,含Si元素M23C6碳化物更可能在持久过程中长大.     

F12耐热钢服役过程中碳化物演变与蠕变空洞的形成

以超期服役的F12马氏体耐热钢炉管作为研究对象,利用TEM、SEM、EDS等手段研究F12耐热钢组织结构在高温服役过程中发生的变化。通过研究材料的显微结构发现,服役过程中F12耐热钢中的马氏体组织发生明显的分解。晶界处的碳化物M23C6严重粗化,碳化物的化学成分变化明显,Cr含量的变化最为显著。而强化相MX相大量回溶,仅有少量残存于晶内。蠕变空洞形成于晶界粗化的碳化物处,和粗化的碳化物与基体出现明显脱离相关。     

F12耐热钢的性能分析及失效研究

F12耐热钢是一种典型12Cr耐热钢,开发于上个世纪中前期,六十年代得到了推广应用,现在仍然是许多热电厂的主要部件用材。本文主要分析了F12的基本结构、性能,对其性能劣势进行了探讨,并进一步分析了长期服役后材料性能、组织退化的特点,为今后的研究提供有益的参考。