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Cr35Ni45高溫合金長期服役過程的氧化與滲碳機理
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-11-25
采用掃描電鏡、電子探針和X射線衍射等手段對不同服役時間Cr35Ni45乙烯裂解爐管內(nèi)壁的氧化與滲碳機理進行了系統(tǒng)分析。
乙烯裂解爐是石化工業(yè)的重要裝置，裂解爐爐管是乙烯裂解爐的核心部件。爐管的工作環(huán)境惡劣，工作溫度高，爐管管壁處在管內(nèi)烴類滲碳、管內(nèi)外氧化硫化及高溫環(huán)境下，同時又承受內(nèi)壓、自重、溫差及開停車所引起的疲勞、熱沖擊等復(fù)雜的應(yīng)力作用。乙烯裂解爐管常見的失效形式有滲碳開裂、彎曲、鼓脹、蠕變開裂、熱疲勞開裂、熱沖擊開裂、氧化等形式，其中由于爐管內(nèi)壁氧化和滲碳引起材料失效的比例最大。
北京科技大學(xué)的學(xué)者采用掃描電鏡、電子探針和X射線衍射等手段對不同服役時間Cr35Ni45乙烯裂解爐管內(nèi)壁的氧化與滲碳機理進行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明：高溫長時服役后爐管內(nèi)壁出現(xiàn)了氧化層、碳化物貧化區(qū)和碳化物富集區(qū)三個區(qū)域，其氧化行為包括Cr2O3外氧化和SiO2內(nèi)氧化，且服役過程中外氧化膜發(fā)生反復(fù)破壞和重建;?爐管服役過程的滲碳行為主要由內(nèi)表面結(jié)焦引起，外氧化膜的反復(fù)破壞可以加重滲碳，但外氧化膜在破壞后能自動修復(fù)，所以服役態(tài)兩個爐管的滲碳程度較輕;?外氧化膜的反復(fù)破壞和重建使亞表層貧鉻，導(dǎo)致形成碳化物的臨界碳濃度增加，在內(nèi)壁亞表層形成貧碳化物區(qū)，多余的碳原子在其內(nèi)側(cè)析出，形成碳化物富集區(qū)。
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