12Cr1MoV钢过热器爆管的显微组织和力学性能

以电站锅炉12Cr1MoV钢高温过热器爆管为研究对象,通过宏观观察、金相检验、硬度测试、化学成分分析等方法分析了爆管背烟侧及迎烟侧管材的显微组织及力学性能差异。结果表明:该过热器管材有明显劣化现象,爆管背烟侧和迎烟侧显微组织和力学性能存在明显差异;爆管迎烟侧组织老化现象较为严重,珠光体呈4.5级球化,常温拉伸性能和硬度明显低于背烟侧的,表明炉内长期高温烟气冲刷对高温过热器管迎烟侧材质劣化影响更为明显。     

用Larson-Miller参数描述12Cr1MoV与 15CrMo的老化行为

通过系列温度-时间组合的实验室模拟实验和对大量数据的汇总、分析,证明Larson-Miller(P)参数可以合理描述12Cr1MoV、15CrMo等主蒸汽管道材料的多种老化行为.结果表明,随着P值的增大,热管材料基体中的合金元素贫化加剧,球化程度逐渐升高,且力学性能显著下降,显示出这两种主蒸汽管道材料的组织和力学性能退化与Larson-Miller参数之间良好的对应关系.     

长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层

采用扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、透射电镜分析、X射线光电子能谱分析、力学性能测试等方法对长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层进行研究。结果表明：高温服役条件下,12Cr1MoV钢管的晶界析出面心立方结构的Cr₂₃C₆碳化物,该碳化物呈弥散分布,使晶界得到强化;钢管基材与内壁氧化层界面未出现明显的分层现象;随着服役时间的延长,晶界Cr₂₃C₆碳化物呈链状聚集分布,碳化物逐渐增多,颗粒尺寸逐渐增大,氧化层组织疏松,且与金属基体之间存在明显的分界面。     

基于矫顽力的12Cr1MoVG钢球化无损评估

采用金相检验、硬度测试、力学性能测试和矫顽力测量等方法研究了12Cr1MoVG钢的材料球化与矫顽力、服役时间之间的关系。结果表明：通过测量矫顽力可以无损、快捷地预测12Cr1MoVG钢管在服役条件下的球化组织特征及服役时间。该测量结果可为相关单位开展割管处理和寿命评估,预防材料球化失效工作提供借鉴。     

短时超温对低温再热器材料组织和性能的影响

某电厂1号锅炉的低温再热器发生了短时超温,通过对超温严重部位取样进行金相检验、室温和高温拉伸试验、室温冲击试验和硬度测试,对该低温再热器的材料状态进行了评估。结果表明：该低温再热器的SA-210C钢运行管显微组织正常,未发生球化;15CrMoO钢和12Cr1MoV钢运行管分别发生了倾向性球化和轻度球化,但其各项力学性能指标仍均能满足相关标准技术要求,且处于较高水平;所以该l号锅炉低温再热器材料目前整体状况较好,能够满足正常工况下安全运行的要求。     

火电厂12Cr1MoV蒸汽管爆管原因分析

通过化学成分分析、金相检验和高温拉伸试验，结合现场实际情况综合分析的方法，对某火电厂12Cr1MoV蒸汽管爆管的原因进行了分析。结果表明：管段珠光体球化评级达4．5级，高温瞬时强度和持久强度较正常工况明显降低，表明长期超温服役下材料老化是造成爆管事故的主要原因。     

珠光体耐热钢在高温时效中的材料弱化

采用了11种实验室模拟工艺(650～750 ℃、1.5～873 h),利用TEM、SEM、OM等考察了珠光体耐热钢12Cr1MoV高温长时间加热后成分、组织结构与性能的变化.研究表明,试验用钢在高温时效后其组织结构明显退化,固溶体内合金元素Cr、Mo、V严重贫化(其中Mo的降幅为2/3),发生晶粒长大(～70%),碳化物向晶界的聚集粗化,以及相变位错密度显著降低和位错胞尺寸变大及消散等,同时基体硬度下降30%.多层次结构综合分析表明,12Cr1MoV耐热钢高温时效中,由于组织结构的退化,引起其性能的劣化,导致材料的弱化(老化).     

12Cr1MoV钢组织转变与剩余寿命预测

12Cr1MoV钢是国内电站锅炉等高温部件广泛采用的钢种.研究表明,对于在高温条件下运行的12Cr1MoV钢来说,由于组织的劣化,导致持久性能的下降,这一过程可用Larson-Miller法表示为:10-3·T·(20 lgtr)=Z-blgσ-cσ,其中b,c是常数,Z是用于表征由于组织劣化而产生的组织变化参数.通过关联数种不同组织状态的12Cr1MoV材料的持久性能数据,研究了组织、持久性能与组织变化参数之间的关系,为高温构件剩余寿命的预测提供了一种新的分析方法.     

热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

通过热模拟试验对12Cr1MoV钢进行了不同工艺的正火+回火热处理,研究了热处理工艺对该钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:12Cr1MoV钢正火+回火后的正常显微组织为回火贝氏体+铁素体或回火贝氏体+铁素体+珠光体或铁素体+珠光体;如果回火温度过高或正火冷却速率不足,则分别会导致钢中出现两相区组织黄块马氏体和钒的碳化物沿晶界及晶内聚集长大的情况,显著降低钢的力学性能。     

12CrlMoV钢组织转变与剩余寿命预测

12Cr1MoV钢是国内电站锅炉等高温部件广泛采用的钢种。研究表明,对于在高温条件下运行的12Cr1MoV钢·T·(20+lgt来说,由于组织的劣化,导致持久性能的下降,这一过程可用Larson Miller法表示为:10-3r)=Z-blgσ-cσ,其中b,c是常数,Z是用于表征由于组织劣化而产生的组织变化参数。通过关联数种不同组织状态的12Cr1MoV材料的持久性能数据,研究了组织、持久性能与组织变化参数之间的关系,为高温构件剩余寿命的预测提供了一种新的分析方法。     

感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响

研究了感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响。结果表明,10CrNi3MoV对称球扁钢的淬火温度随着感应淬火轨道频率的提高而显著降低,控制轨道频率7～11 Hz,即可控制球扁钢加热温度840～890℃。感应淬火温度和淬火水量对球扁钢的力学性能存在显著影响,随着感应淬火温度的提高以及淬火水量的降低,腹板部位的屈服强度显著降低,低温韧性变化不明显。二次调质热处理时钢的屈服强度显著降低,应提高钢的奥氏体化温度及奥氏体化均匀程度。感应加热淬火时,高温停留时间短,奥氏体化程度低,淬火后获得了细小的马氏体和贝氏体混合组织,钢的屈服强度较加热炉加热显著提高。     

Z参数法及其在耐热钢寿命预测中的应用

基于石化和发电装置常用的20钢、1Cr5Mo和12Cr1MoV三种珠光体耐热钢,提出用Z参数法来表征持久性能曲线P=Z0-Z+C1logσ+G2σ.其中Z0、C1、C2为常数,Z0确定了材料无劣化时性能曲线的位置,C1、C2确定了曲线的变化趋势;参数Z是反映了曲线偏移主曲线的位置,同时表征了相关材料持久性能的变化.进一步得到了Z参数与组织劣化程度-珠光体球化等级E之间的线性关系,并以12Cr1MoV钢为例根据其组织劣化等级定量预测了其剩余寿命.     

12Cr1MoV高温时效过程的动力学研究

对低碳低合金耐热钢12Cr1MoV在高温时效过程中,合金元素贫化以及从晶内向晶界扩散迁移、晶粒长大和脱溶沉淀的碳化物粒子粗化等成分、组织结构变化进行了研究,运用扩散理论、相变热力学和动力学理论对这些转变的规律进行分析和处理,并获得与实验相符合的结果.结果表明,合金元素的贫化和晶粒长大分别符合ΔC=K.t3/2和Dt=C.t1/2规律;通过Larson-Miller(P=T(C+lgt)热强参数的统一描述,指出了12Cr1MoV钢高温时效是持续而又缓慢的成分和组织结构逐渐变化(退化)的过程.     

12Cr1MoVG无缝钢管评定试验

为确定国内某钢管制造公司生产的12Cr1MoVG钢管是否可用于高压锅炉,对φ520×70mm,供货状态为980～1020℃正火+720～760℃回火的12Cr1MoVG钢管的化学成分、力学性能(包括高温短时拉伸、系列冲击)、金相和持久强度进行试验。试验结果表明钢管的试验结果均符合GB5310-2008标准的要求,其540℃时外推10万小时的高温持久强度值σ105为127.05Mpa,可用于高压锅炉。     

稠油热采注汽管网的组织和性能

通过金相检验、硬度测试和拉伸试验研究了温度对稠油热采注汽管网组织的影响及组织与力学性能之间的相互关系。结果表明:管道内边缘处的珠光体含量明显少于内部,碳含量下降;珠光体球化和高温脱碳是碳含量下降的两大原因,组织的变化导致其硬度和抗压抗拉性能下降,使管网的安全性降低。     

25Cr2MolV钢高温螺栓断裂分析与恢复热处理

利用金相技术、力学性能试验及扫描电子显微镜断口分析研究了M120汽缸25Cr1MoV钢高温紧固螺栓断裂的原因。结果表明螺栓在长期高温工作条件下,网状碳化物沿晶界析出造成材料脆化,并且存在缺口产生应力集中,加上工人拆卸不当使其受到过载冲击力而断裂。经960℃正火、900℃正火及650℃回火的恢复热处理工艺能基本上消除网状晶界,改善微观组织,使螺栓有良好的性能。     

Cr12MoV钢的强韧化热处理工艺研究

研究了球化退火工艺，淬火温度和回火温度对Cr12MoV钢的碳化物形态，晶粒大小、硬度、冲击功的影响。结果表明，该钢经1100℃预淬火的球化退火工艺处理后再经980℃淬火，240℃回火后具有较好的强韧性配合，在保持硬度不变的情况下，其冲击功提高了80％。     

大型火力发电机组高温螺栓的现场理化检验分析

本文从现场监督检验的角度进行分析研究,对常见高温螺栓钢种的理化检验分别展开了讨论,对25Cr2MoV钢、2Cr12NiMo1W1V钢、20Cr1Mo1VNbTiB(争气1号)、R26(Ni-Cr-Co合金)型合金、GH4145型合金等高温螺栓的金相组织进行了对比分析,同时结合一些典型的高温螺栓失效原因展开分析讨论,希望能为大型火力发电机组的高温螺栓现场理化检验提供一些参考。     

130／3．81-MX锅炉低温过热器管破裂分析

某130／3．81-MX锅炉低温过热器20g钢管投入运行约1a（年）多次发生破裂。采用光学显微镜观察、化学成分分析、力学性能测试及热处理试验等方法对裂管进行了分析。结果表明，由于钢管长时超温运行而生成大量石墨，同时珠光体组织也严重球化，最终导致钢管在工作压力下力学性能快速降低而破裂，提出了预防措施。     

X20CrMoV12.1耐热合金钢长期高温时效的脆性

12％Cr耐热合金钢X20CrMoV12．1是热电厂主蒸汽管线等重要部件用材。该质材的主蒸汽管道经23年长期高温负荷运行后，性能明显退化，常温下呈脆性。实验显示服役后材料的脆化是可逆的，属于逆回火脆现象。运用TEM和AES等对显微组织结构的研究显示，有害元素P在晶界的偏聚和晶界碳化物的粗化是材料性能退化和致脆的原因。