新型USC鍋爐管材及其成品管的耐蝕性研究.pdf

1、目前，我國火力發(fā)電機(jī)組正朝著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展。經(jīng)濟(jì)、安全和高性能的超超臨界鍋爐管材的匱乏和制管技術(shù)的落后制約著我國火電事業(yè)的發(fā)展，對(duì)新型超超臨界鍋爐管材的開發(fā)和研究及其管子的試制是解決這一問題的關(guān)鍵。鍋爐管在服役過程中的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕常常引發(fā)管子的突發(fā)性早期失效，對(duì)管材及其成品管的耐蝕性的研究具有重要的意義。
　　本文以300系列不銹鋼鍋爐管材為基礎(chǔ)，運(yùn)用合金化原理，經(jīng)六次改良，設(shè)計(jì)開發(fā)了新型鍋爐管材CHDG-A06合金

2、。并針對(duì)304、S30432不銹鋼和CHDG-A06合金的耐晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕性能作了對(duì)比研究。此外，S30432無縫管和CHDG-A06無縫管的晶間腐蝕敏感性也得到了對(duì)比分析。
　　利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)等儀器分析了上訴三種材料經(jīng)650℃保溫不同時(shí)間(1h、2h和3h)敏化處理后晶界析出情況。隨敏化時(shí)間的增加，304、S30432不銹鋼晶界富鉻型析出相（主要是Cr23C6）逐漸增多

3、，晶界的耐蝕性逐漸降低。而敏化3h后，CHDG-A06合金的晶界始終無明顯析出相，晶界不易被腐蝕破壞。
　　采用ASTM A262-2014標(biāo)準(zhǔn)中的E法主要測試了三種材料經(jīng)敏化處理(650℃保溫1h、2h和3h)后的耐晶間腐蝕性能，還對(duì)比分析了敏化態(tài)CHDG-A06和S30432無縫管的晶間腐蝕敏感性。敏化1h后，304不銹鋼的彎曲表面最先出現(xiàn)晶間腐蝕裂紋，S30432不銹鋼的彎曲表面開始出現(xiàn)龜裂，敏化時(shí)間越長，兩種不銹鋼的晶間腐

4、蝕現(xiàn)象越明顯。而敏化3h后，CHDG-A06合金的彎曲表面仍未觀察到晶間腐蝕裂紋。與304和S30432不銹鋼相比，CHDG-A06合金具有較好的耐晶間腐蝕性能。同樣地，無縫管的晶間腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明CHDG-A06無縫管比普遍使用的S30432無縫管的耐晶間腐蝕性能更加優(yōu)良。
　　通過應(yīng)變速率為3×10-6 s-1的慢應(yīng)變速率試驗(yàn)主要對(duì)比分析了敏化處理后三種材料在不同腐蝕環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕敏感性。從應(yīng)力腐蝕敏感性指數(shù)IA和斷口形貌的

5、分析中可知:在3 mol/L的近中性NaCl腐蝕環(huán)境中，與敏化態(tài)的304不銹鋼（IA為25.78％）和S30432不銹鋼（IA為9.74％）相比，敏化態(tài)的CHDG-A06合金的應(yīng)力腐蝕敏感性最低（IA僅為3.99％），且斷口微觀形貌為大小不等的韌窩;在2.5 mol/LNaCl+0.5 mol/L HCl的酸性腐蝕環(huán)境中，敏化態(tài)CHDG-A06合金的斷口中依然清晰可見大小不等的韌窩（IA為13.22％），而敏化態(tài)304、S30432不銹