超超臨界鍋爐管用HR3C鋼新型熱處理制度的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于電力的需求也大大增加，火力發(fā)電的技術(shù)參數(shù)已達(dá)到600℃超超臨界，然而影響超超臨界技術(shù)推廣的關(guān)鍵是熱端部件用耐熱鋼的組織和性能的穩(wěn)定性，特別是服役條件最為苛刻的鍋爐末級(jí)再熱器和過(guò)熱器對(duì)材料的綜合性能要求更高。HR3C奧氏體鋼是目前600℃超超臨界鍋爐末級(jí)再熱器的選材之一，目前采用的熱處理主要為固溶處理后直接使用。根據(jù)報(bào)道，長(zhǎng)期服役后HR3C管材的沖擊韌性下降顯著，管材變脆，存在很大的安全隱患。同時(shí)由于HR3C的服役

2、時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)其組織特征和沖擊韌性降低的原因還不十分明確。
　　本文主要研究了不同熱處理態(tài)HR3C鋼的組織特征，考察了在650℃長(zhǎng)期熱暴露后HR3C鋼的顯微組織演化過(guò)程，并分析了室溫沖擊韌性的變化規(guī)律。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射、硬度測(cè)試和沖擊韌性測(cè)試等方法，分別對(duì)HR3C鋼的顯微組織變化和力學(xué)性能進(jìn)行表征，討論熱暴露后沖擊性能與耐熱鋼顯微組織之間的聯(lián)系，得到的主要如下結(jié)論：
　?。?）HR3C鋼經(jīng)過(guò)1120~

3、1250℃固溶處理發(fā)現(xiàn)：耐熱鋼的晶粒尺寸隨著固溶溫度的提高增加明顯，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)晶粒尺寸變化不大。在晶內(nèi)的奧氏體基體上分布有少量未溶解的一次NbCrN相；隨著固溶溫度的提高，HR3C顯微硬度逐漸降低，保溫時(shí)間對(duì)HR3C的顯微硬度影響不大。
　?。?）1200℃保溫30min固溶處理的HR3C鋼在600~750℃分別短期時(shí)效1h和5h，短期時(shí)效溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)晶粒尺寸的影響都不明顯；短期時(shí)效處理后，晶內(nèi)出現(xiàn)了尺寸較

4、小的Z相（NbCrN），晶界出現(xiàn)一定數(shù)量的M23C6相，隨著溫度的升高，M23C6相數(shù)量增加。在短期時(shí)效過(guò)程中，HR3C鋼的顯微硬度值基本保持不變。
　?。?）HR3C鋼在650℃/500h熱暴露后，晶界產(chǎn)生大量的M23C6相，在熱暴露過(guò)程中逐漸長(zhǎng)大并由斷續(xù)向連續(xù)分布演化；晶內(nèi)出現(xiàn)大量的Z相，呈須狀分布。熱暴露后HR3C鋼的顯微硬度值提高了15％。
　　（4）在室溫下的夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)表明：不同熱處理態(tài)的HR3C鋼長(zhǎng)期熱