高温运行后T91钢过热器管蒸汽侧氧化膜微观结构与形成机理.pdf

《高温运行后T91钢过热器管蒸汽侧氧化膜微观结构与形成机理.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、热能基础研究古日i．1，皿迈行后T91钢过热器管蒸汽倾氧化膜微观结构与形成机理钟万里，李正刚。，王伟，杨兵1．广东电网公司电力科学研究院，广东广州5100802．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072[摘要]对运行85000h后的T91钢过热器管内壁氧化膜的组织结构和微区成分等特征进行了分析，并讨论其形成机理。分析表明，氧化膜与金属基体间存在一过渡区，过渡区内Cr元素被O氧化，Fe元素向外层扩散而流失，造成该区域Fe浓度下降而Cr浓度相对升高；氧化膜为双层结构，其分界面为原金属表面，外氧化层富含Fe元素而不含Cr元素，主要成分为Fe3O，内氧化层则由(Fe，C

2、r)30组成。[关键词]T91钢；过热器；蒸汽氧化；氧化膜；微观结构[中图分类号]TK223．3；TG172．82[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2012)06—0028—04FDOI编号]10．3969／j．issn．1002—3364．2012．06．028MICRoSTRUCTUREANDFoRMATIoNMECHANISMoFoXIDEFILMoNTHESTEAMSIDEOFT91STEELAFTERHIGHTEMPERATUREoPERATIoNZHONGWanli，LIZhenggang，WANGWei，YANGBing。1．Electr

3、icPowerScienceResearchInstituteunderGuangdongPowerGridCorp，Guangzhou510080，GuangdongProvince，PRC2．CollegeofPowerandMechanicalEngineering，WuhanUnviersity，Wuhan430072，HubeiProvince，PRCAbstract：Thefeaturesofmicrostructureandmicro—elementsinoxidefilmappearedoninnersurfaceofT91steelsuDerhea

4、tertubesafteroperationof85000hhavebeenanalysed，andtheformationmecha—nismofoxidefilmbeingdiscussed．Analysisshowsthatatransitionzoneexistsbetweentheoxidefilmandthemetalmatrix，inthesaidzone，Crisoxidized，andFediffusestotheouterlayer，leadingtOre—ductionofFeconcentration，andrelativelyincreas

5、ingtheCrconcentration．Theoxidefilmhasastruc—tureoftwolayers，whoseboundarysurfaceistheoriginalmetalsurface．TheouteroxidelayerisFe—rich。andCrisn'tcontained，itsmaincompositionbeingFe3O4，whiletheinneroxidelayeriscomposedof(Fe，Cr)304．Keywords：T91steel；steamoxidation；microstructure；transitio

6、nzone；boundary—surface第本卷收稿日期：2O11—10—20基金项目：广东省科技攻关资助项目(2O1OBO109OOO34)作者简介：钟万里(1968一)，男，教授级高工，主要从事金属监督及管理。E—mail：zhongwanli@tom．corn从图2、表2可见，高温运行后T91钢过热器管蒸汽侧氧化膜为双层结构，氧化膜与金属基体间的过渡区出现沿晶的内氧化现象；内氧化层及过渡区Cr分布较基体浓度高，其中内氧化层Fe、Cr金属元素与O的原子数比为1．22～1．26，接近4：3，而外氧化层无Cr存在，主要元素Fe与O的原子数比为1．27～1．30，接

7、近4：3。图3为氧化膜至金属基体的元素线扫描分析。由图3可见，内壁氧化膜与过渡区出现合金元素浓度梯度的变化：在过渡区由金属基体向内氧化层方向O、Cr元素浓度升高，Fe元素浓度降低。采用X射线衍射仪分别对样品内、外层氧化膜做物相鉴定，结果见图4。图3内壁氧化膜层至金属基体线扫描结果·Fe3O4●Fe2O0●蹬晒—--．1IlI-Il；-40608O406O8O20／(。)20／(。)(a)内氧化层(b)外氧化层图4氧化膜内、外层XRD衍射峰经与标准峰位置对比，发现内氧化层衍射峰主要向外扩散并与高温水蒸气发生氧化，形成外Fe。O氧为Fe。O，外氧化层衍射峰主要为Fe