电站锅炉几种常见钢材的金相组织分析

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1、广西轻工业2OO9年5月GuANGxIJ0INAL0FLlGHTINDusTRY化工与材料第5期(总第l26期)电站锅炉几种常见钢材的金相组织分析刘保国．杨必应(安徽省特种设备检测院，安徽合肥230051)【摘要】通过对电站锅炉几种常见钢材金相组织的显示、特征、判定及分析，总结出电站锅炉金相检验应有的项目和注意的一些问题。【关键词】珠光体球化；石墨化；晶粒度；马氏体耐热钢；T／P91【中图分类号】TB31【文献标识码】A【文章编号】1003—2673(2oo9)o5一l8一o21引言由于20G的c含量<0．8％，属于亚共析钢，其热轧或正火电站锅炉部件在高温条件下

2、长期使用，将发生蠕变及其它后的组织一般为先共析铁素体和珠光体，常用的化学浸蚀试剂与时间有关的变化，在整个服役期内都将发生显微组织的不断是5％的硝酸乙醇溶液，长期服役后可能发生珠光体球化或石老化和宏观性能的逐渐劣化。其变化程度和速度取决于原始材墨化现象。料的组织状态和成分，部件使用温度和应力、使用时间等条件。2．3珠光体球化采用金相学方法是为了得到金属材料内部组织状态变化的特珠光体球化程度一般分为5个级别，5级球化的2OG抗拉征信息。金属材料在长期高温和应力作用下发生组织老化的特强度和屈服强度减少约2O％～25％，因此必须加强对珠光体球征可用碳化物相的一系列变化来

3、表征，检验和分析时必须考虑化的监督，珠光体球化的评定方法通常是采用与标准图谱对比组织形态改变(如球化，贝氏体晶粒取向、再结晶以及更复杂的的方法，在金相显微镜250倍或500倍的倍率下进行球化级微观位错结构变化等)、相成分改变、碳化物粗化和相结构改变别的评定，必要时可在更高倍率下观察珠光体的细节。标准图(由简单结构的M：C、Mc相等碳化物类型转变为复杂结构的谱可参照DL，rI’674—1999《火电厂用20号钢珠光体球化评级M，C6、M6C相)等四个方面。标准》。在电站部件定期常规检验和锅炉、压力容器定检中常采用2．4石墨化一般性金相检验，其检验内容一般包括评定金

4、相组织、球化(老石墨化会导致材料性能下降，严重时还会发生爆破失效，化)程度、夹杂物级别、晶粒度级别等标准项目，通常对检验结对部件的安全构成威胁。低碳钢和不含Cr的低碳Mo钢等耐果不进行详细统计和定量分析，只限于对标准规定的评判。在热钢，在高温长期运行过程中，均会随时间的推移而产生石墨电厂的金相检验中常见的钢材有20G(GB5310—95)、化。当工作温度大于和等于450℃，运行时间达到或超过1O万12CrlMovG、T，P91钢等，下面就这几种常见钢材金相组织的h时，应进行普查，以后的检验周期约5万h。2OG的石墨化如显示、特征、判定及分析做简要介绍。图1所示。

5、石墨化评级应选择石墨化最严重部位，同一检查面应选择不少于3个视场，在放大5O0倍下与标准图谱相对照进220G行石墨化评级，评级过程中应综合考虑石墨面积百分比、石墨2．1化学成分与力学性能【1]链长度、石墨形态等结果。石墨化程度一般分为四级。标准图谱按GB531O要求供货的20G(优质碳素结构钢)用作受热可参照DL，r786—2o01《碳钢石墨化检验及评级标准》。面管件，其长期使用的最高壁温≤45O℃，用做联箱和蒸汽管道时，长期使用温度应≤425℃，其化学成分和力学性能分别如表1和表2所示。表12OG钢化学成分(垫查兰堡三!竺!!aB拈l0．20G0l7柚24Ol

6、，37O365≤n30≤0jO表22OG钢力学性能抗拉强度屈郇强度伸长率冲击功图120G的石墨化撬求条件牌号产品型式取伺tj(h都a)(J2．5晶粒的显示与晶粒度的测定烈向41534C为lO．粥20G锕昔横向≥4002lj27晶粒度的检验是借助金相显微镜来测定钢中的实际晶粒度和奥氏体晶粒度的。实际晶粒度就是从成品钢材上截取试样2．2组织的显示方法、特征所测得的晶粒大小，而奥氏体晶粒度是将钢加热到一定温度并【作者简介】刘保国(198卜)，男，安徽桐城人，助理工程师，研究方向：金属材料工程。18保温足够时间后，测定钢中奥氏体晶粒的大小。2Oc为亚共析的原因导致部件表

7、层球化严重或脱碳的现象，针对这类问题我钢，珠光体的形成机制为共格机制，在此机制的作用下，原始的们应进行全面的分析，判断球化现象是否是由于锅炉超温运行奥氏体晶粒已经被完全破坏，因此在现场检验的金相照片上不所致，有怀疑时应加大打磨深度，有条件时应对端而进行金相组能直接显示奥氏体的品粒大小，需要通过将钢进行奥氏体化后，织分析，确保我们的检验结果能真实反映材料的实际组织。测定钢中奥氏体晶粒的大小。在电站锅炉检验过程中我们常用的奥氏体品粒形成方法为氧化法和网状铁素体法。氧化法显示奥氏体晶粒通常选用的腐蚀试剂是15％的盐酸乙醇溶液，网状铁素体法显示奥氏体品粒通常选用的腐蚀试

8、剂是3％4％的硝酸乙醇溶