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時效對TP304H奧氏體不銹鋼（化學成分）組織及析出相的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-07-20
TP304H奧氏體不銹鋼具有高熱強性和抗氧化性，廣泛用于超過600℃的鍋爐過熱器和再熱器高溫段，最高使用溫度可達760℃，TP304H鋼的使用，在一定程度上解決了因爐膛煙氣溫差大而引起的超溫爆管，明顯提高了鍋爐運行的安全性。
???TP304H奧氏體不銹鋼具有高熱強性和抗氧化性，廣泛用于超過600℃的鍋爐過熱器和再熱器高溫段，最高使用溫度可達760℃，TP304H鋼的使用，在一定程度上解決了因爐膛煙氣溫差大而引起的超溫爆管，明顯提高了鍋爐運行的安全性。但TP304H鋼在長期高溫運行過程中易發(fā)生組織轉變，導致材料老化。因此，研究TP304H奧氏體不銹鋼在高溫條件下運行時的組織轉變及其影響因素，對于合理安排材料的運行時間、在線監(jiān)督管道的損傷程度及對材料本身進行改進等方面具有重要意義。為此，通過高溫時效模擬試驗，研究時效溫度和時間對TP304H鋼組織與析出相的影響，為TP304H鋼的安全服役提供參考。
高溫時效模擬試驗材料為電廠用TP403H鋼過熱管，其主要化學成分如表1。
表1??試驗用TP304H鋼的化學成分（質量分數(shù)，%）
|
C
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Mn
|
Si
|
Ti
|
S
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Mo
|
Cr
|
Ni
|
Fe
|
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0.08
|
1.53
|
0.44
|
0.15
|
0.030
|
0.31
|
18.05
|
7.95
|
余量
|
?
材料供貨狀態(tài)為經(jīng)固溶處理，即1060～1070℃保溫15～30min后空冷或者風冷，組織為單相奧氏體。本試驗通過提高溫度加速TP304H鋼的老化，時效溫度為650、700和750℃，時效時間分別為30、60和150d，通過時效模擬研究TP304H鋼在長期運行中的組織變化特征。
高溫時效模擬試樣及原始試樣經(jīng)磨制、拋光、王水腐蝕后，利用光學顯微鏡觀察晶粒大小，采用QUANTA?400掃描電鏡進行組織分析，借以觀察試樣組織形態(tài)，并用Image-Pro?Plus軟件對顯微組織定量分析，對比析出相的分布及特征，利用SEM附帶的能譜儀進行成分分析。利用堿性高錳酸鉀溶液腐蝕試樣，通過觀察金相顯微鏡下試樣表面是否出現(xiàn)橘紅色斑，來確定TP304H鋼時效后σ相的存在。研究結果表明：
（1）TP304H鋼原始組織為奧氏體，孿晶界清晰可見；高溫時效后晶粒尺寸逐漸增大，晶界粗化，孿晶減少，異常長大晶粒增多。
（2）TP304H鋼在650、700和750℃時效過程中，析出相總量隨時間的延長呈冪函數(shù)增長，析出相面積分數(shù)即析出相總量分別符合函數(shù)S650=0.084t0.454、S700=0.281t0.327、S750=0.313t0.338。
????（3）TP304H鋼在650、700℃分別時效30d后，析出相主要為碳化物，時效60d后析出相除碳化物外還有極少量σ相，主要成分為Fe、Cr；在750℃時效30d后，析出相數(shù)量增加顯著，主要為碳化物，且有少量σ相。
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