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    電站鍋爐幾種常見(jiàn)合金管件的金相組織分析

    通過(guò)對(duì)電站鍋爐幾種常見(jiàn)鋼材金相組織的顯示、特征、判定及分析，總結(jié)出電站鍋爐金相檢臉應(yīng)有的項(xiàng)目和注意。珠光體球化:石墨化;晶粗度:馬氏體耐熱:T/P91。電站鍋爐部件在高溫條件下長(zhǎng)期使用，將發(fā)生蠕變及其它間有關(guān)的變化，在整個(gè)服役期內(nèi)都將發(fā)生顯微組織的不斷老化和宏觀性能的逐漸劣化。其變化程度和速度取決于原始材料的組織狀態(tài)和成分，部件使用溫度和應(yīng)力、使用時(shí)間等條件。采用金相學(xué)方法是為了得到金屬材料內(nèi)部組織狀態(tài)變化的特征信息。金屬材料在長(zhǎng)期高溫和應(yīng)力作用下發(fā)生組織老化的特征可用碳化物相的一系列變化來(lái)表征，檢驗(yàn)和分析時(shí)必須考慮組織形態(tài)改變(如球化，貝氏體晶粒取向、再結(jié)晶以及更復(fù)雜的微觀位借結(jié)構(gòu)變化等)相成分改變、碳化物粗化和相結(jié)構(gòu)改變(由簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的M,C、M.C相等碳化物類型轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜結(jié)構(gòu)的M,C.M.C相)等四個(gè)方面。在電站部件定期常規(guī)檢驗(yàn)和鍋爐、壓力容器定檢中常采用化)程度、夾雜物級(jí)別、晶粒度級(jí)別等標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，通常對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果不進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)和定雖分析，只限于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評(píng)判。在電廠的金相檢驗(yàn)中常見(jiàn)的鋼材有 20C(CBS310-95)、12Cr1 MoVG合金三通、T/P91合金彎頭，合金異徑管，合金彎管，合金管件等，下面就這幾種常見(jiàn)鋼材金相組織的顯示、特征、判定及分析做簡(jiǎn)要介紹。

    2 鍋爐20G管件

    2.1 化學(xué)成分與力學(xué)性能”按GB5310要求供貨的 20G(優(yōu)質(zhì)碳紊結(jié)構(gòu)鋼)用作受熱面管件，其長(zhǎng)期使用的高壁溫＜450，用做聯(lián)箱和蒸汽管道時(shí)，長(zhǎng)期使用濾度應(yīng)＜425℃，其化學(xué)成分和力學(xué)性能由于20G的C含量<0.8%,屬于亞共析鋼，其熱軋或正火后的組織一般力先共析鐵素體和珠光體，常用的化學(xué)浸蝕試劑是5%的硝酸乙醇溶液，長(zhǎng)期服役后可能發(fā)生珠光體球化或石墨化現(xiàn)象.

    2.3 珠光體球珠光體球化程度一般分為5個(gè)級(jí)別，5級(jí)球化的20G抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度減少約20%-25%，因此必須加強(qiáng)對(duì)珠光體球化的監(jiān)督，珠光體球化的評(píng)定方法通常是采用與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比的方法，在金相顯微鏡250倍或500倍的倍率下進(jìn)行球化級(jí)別的評(píng)定，必要時(shí)可在更高倍率下觀察珠光體的細(xì)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)圖譜可參照DL/T674-1999 火電廠用20號(hào)鋼珠光體球化評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

    2.4石黑化會(huì)導(dǎo)致材料性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生爆破失效，對(duì)部件的安全構(gòu)成威脅。低碳鋼和不含Cr 的低碳Mo鋼等耐熱鋼，在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，均會(huì)隨時(shí)間的推移而產(chǎn)生石墨化.當(dāng)工作溫度大于和等于450℃C，運(yùn)行時(shí)間達(dá)到或超過(guò)10萬(wàn)h時(shí)，應(yīng)進(jìn)行普查，以后的檢驗(yàn)周期約5萬(wàn)h.20G 的石墨化。石墨化評(píng)級(jí)應(yīng)選擇石墨化最嚴(yán)重部位，同一檢查面應(yīng)選擇不少于3個(gè)視場(chǎng)，在放大500倍下與標(biāo)準(zhǔn)圖譜相對(duì)照進(jìn)行石墨化評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮石墨面積百分比、石墨鏈長(zhǎng)度、石墨形態(tài)等結(jié)果.石墨化程度一般分為四級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)圖譜可參照DL/I786-2001碳鋼石墨化檢驗(yàn)及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn).

     25 晶粒的顯示與晶粒度的測(cè)定晶粒度的檢驗(yàn)是借助金相顯微鏡來(lái)測(cè)定鋼中 的實(shí)際晶粒度和奧氏體晶粒度的，實(shí)際晶粒度就是從成品鋼村上截取試樣所測(cè)得的晶粒大小，而奧氏體晶拉度是將鋼加熱到一定溫度并保溫足夠時(shí)間后，測(cè)定鋼中奧氏體晶粒的大小。20G為亞共析鋼，珠光體的形成機(jī)制為共格機(jī)制，在此機(jī)制的作用下，原始的奧氏體晶粒已經(jīng)被完全破壞，因此在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的金相照片上不能直接顯示奧氏體的晶粒大小，需要通過(guò)將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測(cè)定鋼中奧氏體晶粒的大小。在電站鍋爐檢驗(yàn)過(guò)程中我們常用的奧氏體晶粒形成方法為氧化法和網(wǎng)狀鐵素體法。氧化法顯示奧氏體晶粒通常選用的腐蝕試劑是15%的鹽酸乙醇溶液，網(wǎng)狀鐵素體法顯示奧氏體晶粒通常選用的腐蝕試劑是3%-41%的硝酸乙醇溶液或5%的苦味酸乙醇溶液。晶度的測(cè)定，一般可按GB/T6394-2002的規(guī)定，在金相顯微鏡放大100倍下進(jìn)行、也可直接在部件金相照片測(cè)定鐵素體晶粒度，即實(shí)際晶粒度。12Crl MoVG化學(xué)成分與力學(xué)性能”12CrLMoVG屬于珠光體低合金熱強(qiáng)鋼，具有較高的熱強(qiáng)性和持久塑性，抗氧化性能和焊接性能良好，組織穩(wěn)定性良好用作受熱面管子高壁溫s570'C，用做聯(lián)箱和蒸汽管道時(shí)，長(zhǎng)期使用溫度應(yīng)< 555C，其化學(xué)成分和力學(xué)性能12CrIMoVG在正火加回火后的組織一般為先共析鐵素體和珠光體，碳化物呈顆拉狀，主要分布在原珠光體區(qū)域內(nèi)和晶界上，常用的化學(xué)浸蝕試劑是5的硝酸酒精溶液。I2CrIMoVG 在正火加回火后的組織一般為先共析鐵素體和珠光體，碳化物呈顆粒狀，王要分布在原珠光體區(qū)域內(nèi)和晶界上常用的化學(xué)浸蝕試劑是5%的硝酸酒精溶液。

     3.3 珠光體球化12CrIMoVG 合金管件在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)珠光體球化所示輕度至中度球化對(duì)持久強(qiáng)度影響不大，但完全球化的組織會(huì)顯著降低鋼的熱強(qiáng)性，對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)球化的鋼管必須加強(qiáng)金屬監(jiān)督。珠光體球化的評(píng)定方法通常是采用與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比的方法，在金相顯微鏡200倍的倍率下進(jìn)行球化級(jí)別的評(píng)定，必要時(shí)可在500倍或更高倍率下進(jìn)行觀察珠光體。球化級(jí)別從原始狀態(tài)到嚴(yán)重球化分5級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)圖譜可參昭DL/I773-200L火電廠I2CrI MoV鋼球化評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2 12Cr1MsVG味光體球化3~4緩200在電站鍋爐的定期檢驗(yàn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)有些部件由于制造I2Cr MoVG在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)碳化物相沿晶界析出，并聚集長(zhǎng)大，而碳化物沿晶界析出及其粗化是材料結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生惡化的主要原因，因此必須加強(qiáng)對(duì)碳化物相的監(jiān)督。同時(shí)晶內(nèi)也可能有碳化物析出和積聚，a 相開(kāi)始析出MLOMC.MC.MC等不同類型的碳化物，@相內(nèi)合金元素貧化，極大的惡化了鋼的性能 使材料失效。必要時(shí)可通過(guò)透射電(TEM分析材料中是否有對(duì)鋼強(qiáng)度有嚴(yán)重惡化的MC.M.C型碳化物存在以此來(lái)確認(rèn)材料是否失效.

     3.5 晶粒的顯示與晶粒度的測(cè)定I2CrIMoVG珠光體的形成機(jī)制為共格機(jī)制，在此機(jī)制的作用下，原始的奧氏體晶已經(jīng)被完全破壞、需要通過(guò)將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測(cè)定鋼中奧氏體晶粒的大小。其奧氏體晶的形成和顯示方法晶拉度的測(cè)定與200類似P91合金鋼

    4.I化學(xué)成分與力學(xué)性能TPOI鋼屬于高強(qiáng)度馬氏體耐熱鋼，該鋼不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫莖汽腐蝕性能，而且還具有良好的沖擊韌性和穩(wěn)定的持久塑性及熱強(qiáng)性能、主要用于亞臨界 超臨界鍋爐壁溫<625C的高溫過(guò)熱器 壁溫s650C的高溫再熱器鋼管，以及壁溫s 600的高溫集箱和墓汽管道。其化字成分和力字I2Cr MoVG在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)碳化物相沿晶界析出，并聚集長(zhǎng)大，而碳化物沿晶界析出及其粗化是材料結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生惡化的主要原因，因此必須加強(qiáng)對(duì)碳化3.5 晶粒的顯示與晶粒度的測(cè)定I2CrIMoVG珠光體的形成機(jī)制為共格機(jī)制，在此機(jī)制的作用下，原始的奧氏體晶已經(jīng)被完全破壞、需要通過(guò)將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測(cè)定鋼中奧氏體晶粒的大小。其奧氏體晶的形成和顯示方法晶拉度的測(cè)定與200類似4TP91鋼,4.I化學(xué)成分與力學(xué)性能TPOI鋼屬于高強(qiáng)度馬氏體耐熱鋼，該鋼不僅具有高的抗氧化性能和抗高溫莖汽腐蝕性能，而且還具有良好的沖擊韌性和穩(wěn)定的持久塑性及熱強(qiáng)性能、主要用于亞臨界 超臨界鍋爐壁溫<625C的高溫過(guò)熱器 壁溫s650C的高溫再熱器鋼管，以及壁溫s 600的高溫集箱和蒸汽管道。其化字成分和力字12 組織的顯示方法、特征T/P91合金三通含有大量的Cr、Mo等元素，通過(guò)正火即可得到馬氏體組織，正火態(tài)板條狀馬氏體經(jīng)高溫回火后，回復(fù)為破碎的、晶粒細(xì)小的回火馬氏體，光學(xué)顯微鏡下馬氏體板條束位向已不明顯馬氏體板條在高溫回火時(shí)并不發(fā)生再結(jié)晶形成鐵素體基

    5結(jié)論[1J20G 銀金相檢測(cè)過(guò)卷中，評(píng)定金相級(jí)的E關(guān)注穩(wěn)化物的形態(tài)和類型，是否有珍化或石墨化紗現(xiàn)象是校度的評(píng)定可根據(jù)需要選擇評(píng)定奧大體晶檢度和實(shí)際晶檢復(fù)2)根提 I2CrIMoVG合金彎頭的特點(diǎn)重點(diǎn)關(guān)運(yùn)該翎統(tǒng)除光體球3)TP1G 經(jīng)正火和回火后的金模組織力要時(shí)可取得送行力學(xué)性能和亞結(jié)梅進(jìn)行分析。