时效对 TP304 H钢组织及析出相的影响.pdf

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1、第４０卷第３期Ｖｏｌ畅４０Ｎｏ畅３２０１５年３月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｒｃｈ２０１５时效对TP304H钢组织及析出相的影响１２２２王志武，李茂东，倪进飞，黎华（１．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉４３００７２；２．广州市特种承压设备检测研究院，广东广州５１０６６３）摘要：对ＴＰ３０４Ｈ奥氏体不锈钢分别进行了时效温度为６５０、７００、７５０℃，时效时间为３０、６０、１５０ｄ的时效处理，利用金相显微镜、ＳＥＭ及能谱分析仪研究了ＴＰ３０４Ｈ钢高温时效组织形貌和析出相特征。结果表明，随着时效时间增加，晶粒逐渐长大，孪晶减少，有大量碳化物和少量σ相析出，析出相总量呈幂函数增长；

2、相同时效时间下，随时效温度升高，析出量颗粒尺寸增大且数量增加。关键词：ＴＰ３０４Ｈ钢；高温时效；σ相；碳化物中图分类号：TG156．92文献标志码：A文章编号：0254-6051（2015）03-0121-05EffectsofagingonmicrostructureandprecipitatesofTP304Hsteel１２２２ＷａｎｇＺｈｉｗｕ，ＬｉＭａｏｄｏｎｇ，ＮｉＪｉｎｆｅｉ，ＬｉＨｕａ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＳｐｅｃｉａｌ

3、ＰｒｅｓｓｕｒｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１０６６３，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｐｈａｓｅｏｆＴＰ３０４Ｈａｕｓｔｅｎｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌａｇｅｄａｔ６５０℃，７００℃ａｎｄ７５０℃ｆｏｒ３０ｄ，６０ｄａｎｄ１５０ｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭａｎｄｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｔｔ

4、ｈｅｓａｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆａｇｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｇｒｏｗ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｗｉｎｃｒｙｓｔａｌｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｒｂｉｄｅｓａｎｄａｆｅｗσｐｈａｓｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｇｒａｄｕａｌｌｙ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ．Ｉｎｔｈｅｓａｍｅａｇｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｉｚｅａｎｄｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｒｉｓｅｏｆａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．K

5、eywords：ＴＰ３０４Ｈｓｔｅｅｌ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｇｉｎｇ；σｐｈａｓｅ；ｃａｒｂｉｄｅｓＴＰ３０４Ｈ奥氏体不锈钢具有高热强性和抗氧化此，研究ＴＰ３０４Ｈ奥氏体不锈钢在高温条件下运行时性，广泛用于超过６００℃的锅炉过热器和再热器管高的组织转变及其影响因素，对于合理安排材料的运行温段，最高使用温度可达７６０℃，ＴＰ３０４Ｈ钢的使用，在时间、在线监督管道的损伤程度及对材料本身进行改一定程度上解决了因炉膛烟气温差大而引起的超温爆进等方面具有重要意义。本文通过高温时效模拟试［１-３］管，明显提高了锅炉运行的安全性。但ＴＰ３０４Ｈ钢验，研究时效温度和时间对ＴＰ３０４Ｈ钢组织与析出

6、相在长期高温运行过程中易发生组织转变，导致材料老的影响，为ＴＰ３０４Ｈ钢的安全服役提供参考。［４］化。Ｇｈｏｓｈ在对双相不锈钢高温老化行为研究中提出基体微观组织演变主要是碳化物和σ相的沉淀析１试验材料及方法［５］出，胡平对σ相析出机理进行了研究，认为在铁素高温时效模拟试验材料为电厂用ＴＰ３０４Ｈ钢过热体向奥氏体转变的过程中，富铬和富钼为σ相析出提管，其主要化学成分如表１。供了有利条件，导致了σ相周围产生了贫铬区。在表1试验用TP304H钢的化学成分（质量分数，％）Ｆｅ-Ｃｒ-Ｎｉ系的奥氏体不锈钢中，当含铬量超过１７％将Table1ChemicalcompositionofthetestedT

7、P304H促进σ相形成，而增加含Ｎｉ量可抑制σ相的形成。steel（massfraction，％）碳化物和σ相析出，特别是σ相的大量析出，严重降ＣＭｎＳｉＴｉＳＭｏＣｒＮｉＭｎＦｅ低了奥氏体不锈钢的持久塑性，持久寿命，冲击韧性和０．０８１．５３０．４４０．１５０．０３００．３１１８．０５７．９５１．５３余量热疲劳寿命，增加了材质的脆断敏感性，使过热器、再热器管道尤其是超期服役机组管道严重破坏的可能性材料供货状