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新型USC鍋爐管用CHDG-A06合金化學(xué)成分熱處理工藝
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2015-09-24
基于改善鍋爐管材的晶間腐蝕敏感性，為提高鍋爐管材的蠕變強(qiáng)度和耐高溫氧化性，自行設(shè)計(jì)研究了新型USC鍋爐管材—CHDG-A06合金，并對(duì)該合金與S30432不銹鋼的顯微結(jié)構(gòu)及晶間腐蝕敏感性進(jìn)行了分析和討論。
?鍋爐管材的晶間腐蝕失效始終制約著USC火電技術(shù)的發(fā)展，能否研制具有綜合力學(xué)性能優(yōu)、高溫耐蝕性好、持久強(qiáng)度高的管材，決定著我國(guó)未來(lái)USC火電技術(shù)的發(fā)展。目前，S30432不銹鋼是超超臨界鍋爐過(guò)熱器的首選材料，Cu、N和Nb元素的復(fù)合加入，提高了該材料的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，而有關(guān)人員發(fā)現(xiàn)其存在較高的晶間腐蝕敏感性。本課題基于改善鍋爐管材的晶間腐蝕敏感性，為提高鍋爐管材的蠕變強(qiáng)度和耐高溫氧化性，自行設(shè)計(jì)研究了新型USC鍋爐管材—CHDG-A06合金，并對(duì)該合金與S30432不銹鋼的顯微結(jié)構(gòu)及晶間腐蝕敏感性進(jìn)行了分析和討論。
本研究采用的S30432不銹鋼由上海艾荔艾金屬材料有限公司提供，CHDG-A06合金為自行設(shè)計(jì)研發(fā)的新型鍋爐管材，兩種管材的化學(xué)成分見(jiàn)表1。從直徑為Φ110mm的熱軋圓鋼截面中部沿縱向制取試樣，尺寸為10mm×4mm×30mm。根據(jù)ASME中規(guī)定的S30432不銹鋼的固溶溫度（≥1100℃）和國(guó)標(biāo)規(guī)定的晶間腐蝕敏化溫度（650℃），制定了表2所示熱處理工藝。
表1??CHDG-A06合金和S30432不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
| 材料
|
C
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
Nb
|
N
|
其他
|
| CHDG-A06
|
0.015
|
0.794
|
18.64
|
9.83
|
0.349
|
0.272
|
2.54Cu
|
| S30432
|
0.086
|
0.725
|
18.50
|
9.59
|
0.603
|
0.117
|
3.03Cu、0.247Mo
|
?
表2??熱處理工藝
| 工藝號(hào)
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熱處理工藝參數(shù)
|
| 1
|
固溶處理1150℃×8min×WQ
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| 2
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固溶處理1150℃×8min×WQ+敏化處理650℃×1h×AC
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| 3
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固溶處理1150℃×8min×WQ+敏化處理650℃×2h×AC
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| 4
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固溶處理1150℃×8min×WQ+敏化處理650℃×3h×AC
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| 注：WQ—水淬，AC—空冷
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|
?
采用光學(xué)顯微鏡（OM）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）及能譜儀（EDS）分析了經(jīng)650℃敏化處理的CHDG-A06合金和S30432不銹鋼的微觀組織，并通過(guò)晶間腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)了兩種不銹鋼的晶間腐蝕敏感性。結(jié)果表明：
（1）CHDG-A06合金的晶間腐蝕敏化性比S30432不銹鋼低，具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕性能。
????（2）N元素的加入不僅起到固溶強(qiáng)化、穩(wěn)定奧氏體組織的作用，還促進(jìn)了Nb（C，N）相的彌散析出，減弱了由于Nb（C，N）以條塊狀析出對(duì)高溫蠕變強(qiáng)度產(chǎn)生的不良影響，提高了Nb的沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶優(yōu)化作用。因此，CHDG-A06合金具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和高溫蠕變性能。
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