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    電站鍋爐幾種常見合金管件的金相組織分析

    通過對電站鍋爐幾種常見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期使用，將發(fā)生蠕變及其它間有關(guān)的變化，在整個服役期內(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表征，檢驗和分析時必須考慮組織形態(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)等四個方面。在電站部件定期常規(guī)檢驗和鍋爐、壓力容器定檢中常采用化)程度、夾雜物級別、晶粒度級別等標(biāo)準(zhǔn)項目，通常對檢驗結(jié)果不進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計和定雖分析，只限于對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評判。在電廠的金相檢驗中常見的鋼材有 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，下面就這幾種常見鋼材金相組織的顯示、特征、判定及分析做簡要介紹。

    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，其長期使用的高壁溫＜450，用做聯(lián)箱和蒸汽管道時，長期使用濾度應(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個級別，5級球化的20G抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度減少約20%-25%，因此必須加強(qiáng)對珠光體球化的監(jiān)督，珠光體球化的評定方法通常是采用與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對比的方法，在金相顯微鏡250倍或500倍的倍率下進(jìn)行球化級別的評定，必要時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號鋼珠光體球化評級標(biāo)準(zhǔn)。

    2.4石黑化會導(dǎo)致材料性能下降，嚴(yán)重時還會發(fā)生爆破失效，對部件的安全構(gòu)成威脅。低碳鋼和不含Cr 的低碳Mo鋼等耐熱鋼，在高溫長期運(yùn)行過程中，均會隨時間的推移而產(chǎn)生石墨化.當(dāng)工作溫度大于和等于450℃C，運(yùn)行時間達(dá)到或超過10萬h時，應(yīng)進(jìn)行普查，以后的檢驗周期約5萬h.20G 的石墨化。石墨化評級應(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個視場，在放大500倍下與標(biāo)準(zhǔn)圖譜相對照進(jìn)行石墨化評級，評級過程中應(yīng)綜合考慮石墨面積百分比、石墨鏈長度、石墨形態(tài)等結(jié)果.石墨化程度一般分為四級。標(biāo)準(zhǔn)圖譜可參照DL/I786-2001碳鋼石墨化檢驗及評級標(biāo)準(zhǔn).

     25 晶粒的顯示與晶粒度的測定晶粒度的檢驗是借助金相顯微鏡來測定鋼中 的實際晶粒度和奧氏體晶粒度的，實際晶粒度就是從成品鋼村上截取試樣所測得的晶粒大小，而奧氏體晶拉度是將鋼加熱到一定溫度并保溫足夠時間后，測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)場檢驗的金相照片上不能直接顯示奧氏體的晶粒大小，需要通過將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測定鋼中奧氏體晶粒的大小。在電站鍋爐檢驗過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定鐵素體晶粒度，即實際晶粒度。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，長期使用溫度應(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期運(yùn)行過程中會出現(xiàn)珠光體球化所示輕度至中度球化對持久強(qiáng)度影響不大，但完全球化的組織會顯著降低鋼的熱強(qiáng)性，對運(yùn)行中出現(xiàn)球化的鋼管必須加強(qiáng)金屬監(jiān)督。珠光體球化的評定方法通常是采用與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對比的方法，在金相顯微鏡200倍的倍率下進(jìn)行球化級別的評定，必要時可在500倍或更高倍率下進(jìn)行觀察珠光體。球化級別從原始狀態(tài)到嚴(yán)重球化分5級，標(biāo)準(zhǔn)圖譜可參昭DL/I773-200L火電廠I2CrI MoV鋼球化評級標(biāo)準(zhǔn)2 12Cr1MsVG味光體球化3~4緩200在電站鍋爐的定期檢驗過程中我們發(fā)現(xiàn)有些部件由于制造I2Cr MoVG在高溫下長期運(yùn)行過程中有可能會出現(xiàn)碳化物相沿晶界析出，并聚集長大，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)對碳化物相的監(jiān)督。同時晶內(nèi)也可能有碳化物析出和積聚，a 相開始析出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。必要時可通過透射電(TEM分析材料中是否有對鋼強(qiáng)度有嚴(yán)重惡化的MC.M.C型碳化物存在以此來確認(rèn)材料是否失效.

     3.5 晶粒的顯示與晶粒度的測定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、需要通過將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測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在高溫下長期運(yùn)行過程中有可能會出現(xiàn)碳化物相沿晶界析出，并聚集長大，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)對碳化3.5 晶粒的顯示與晶粒度的測定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、需要通過將鋼進(jìn)行奧氏體化后，測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 銀金相檢測過卷中，評定金相級的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)象是校度的評定可根據(jù)需要選擇評定奧大體晶檢度和實際晶檢復(fù)2)根提 I2CrIMoVG合金彎頭的特點重點關(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可取得送行力學(xué)性能和亞結(jié)梅進(jìn)行分析。