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時效時間對S30432奧氏體耐熱鋼（化學成分）組織的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-08-20
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區(qū)間持久強度高、組織穩(wěn)定性良好，在國內(nèi)外超超臨界火電機組上大量應(yīng)用于鍋爐的過熱器管和再熱器管。
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區(qū)間持久強度高、組織穩(wěn)定性良好，在國內(nèi)外超超臨界火電機組上大量應(yīng)用于鍋爐的過熱器管和再熱器管。該鋼利用了Nb的碳、氮化物起到強化作用，通過添加Cu時效析出富Cu相來提高強度，在成材工藝上通過調(diào)整軟化處理溫度和固溶處理溫度獲得較細小的奧氏體晶粒，提高鋼的高溫抗蒸汽氧化性能，但S30432鋼國產(chǎn)化后持久強度不夠穩(wěn)定。為此，研究了650℃不同時效時間對S30432鋼組織和析出相的影響，分析析出相的種類、數(shù)量和分布形態(tài)，探討該鋼的析出相在長時高溫下的析出與變化規(guī)律，目的是通過分析該鋼在高溫條件下的組織變化及析出行為，從而探究鋼的強化和弱化機理以及時效原因等。
試驗材料選用供貨態(tài)S30432鋼鋼管，其主要化學成分符合表1的成分要求。S30432鋼的熱處理工藝為1150℃×1h固溶+650℃時效，時效時間分別為10、300、1000、3000h。
表1??S30432鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，?%）
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
Nb
|
N
|
Al
|
B
|
0.07～0.13
|
≤0.30
|
≤1.00
|
≤0.030
|
≤0.010
|
17.0～19.0
|
7.50～10.50
|
2.50～3.50
|
0.20～0.60
|
0.05～0.12
|
0.003～0.030
|
0.001～0.010
|
?
試樣經(jīng)機械打磨和拋光后，用體積分數(shù)為4%的硝酸酒精溶液侵蝕，然后用FEI?QUANTA?400掃描電鏡（SEM）進行組織觀察。用線切割將試樣切至0.2mm厚，經(jīng)機械研磨后，采用TENUPOL-5型雙噴減薄儀在-30℃進行雙噴減薄，雙噴液為5%高氯酸+95%無水乙醇，液氮冷卻，電壓20～35V。用JEM2100透射電鏡（TEM）觀察組織形貌。結(jié)果表明：
（1）S30432鋼在650℃時效時，隨著時效時間的延長，組織中的孿晶大量消失，并發(fā)生明顯回復過程，但晶粒沒有明顯長大，組織中有大量的未溶Nb（C，N）。
（2）時效時間為1000h時，M23C6相在晶界處的數(shù)量急劇增加，在時效3000h后，隨著析出數(shù)量的增加和析出物長大，碳化物呈鏈狀分布在晶界，富銅相析出數(shù)量也大量增加。
（3）在時效初期，富銅相析出數(shù)量極少，且只有幾個納米大小，隨著時效時間延長，富銅相析出數(shù)量增加，并發(fā)生長大。富銅相和M23C6相、孿晶一起阻礙位錯運動，強化了晶界和基體，從而提高鋼的高溫性能。
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