超超臨界鍋爐管用HR3C鋼新型熱處理制度的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于電力的需求也大大增加，火力發(fā)電的技術(shù)參數(shù)已達到600℃超超臨界，然而影響超超臨界技術(shù)推廣的關(guān)鍵是熱端部件用耐熱鋼的組織和性能的穩(wěn)定性，特別是服役條件最為苛刻的鍋爐末級再熱器和過熱器對材料的綜合性能要求更高。HR3C奧氏體鋼是目前600℃超超臨界鍋爐末級再熱器的選材之一，目前采用的熱處理主要為固溶處理后直接使用。根據(jù)報道，長期服役后HR3C管材的沖擊韌性下降顯著，管材變脆，存在很大的安全隱患。同時由于HR3C的服役

2、時間不長，對其組織特征和沖擊韌性降低的原因還不十分明確。
　　本文主要研究了不同熱處理態(tài)HR3C鋼的組織特征，考察了在650℃長期熱暴露后HR3C鋼的顯微組織演化過程，并分析了室溫沖擊韌性的變化規(guī)律。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射、硬度測試和沖擊韌性測試等方法，分別對HR3C鋼的顯微組織變化和力學(xué)性能進行表征，討論熱暴露后沖擊性能與耐熱鋼顯微組織之間的聯(lián)系，得到的主要如下結(jié)論：
　?。?）HR3C鋼經(jīng)過1120~

3、1250℃固溶處理發(fā)現(xiàn)：耐熱鋼的晶粒尺寸隨著固溶溫度的提高增加明顯，隨著保溫時間的延長晶粒尺寸變化不大。在晶內(nèi)的奧氏體基體上分布有少量未溶解的一次NbCrN相；隨著固溶溫度的提高，HR3C顯微硬度逐漸降低，保溫時間對HR3C的顯微硬度影響不大。
　?。?）1200℃保溫30min固溶處理的HR3C鋼在600~750℃分別短期時效1h和5h，短期時效溫度的升高和保溫時間的延長對晶粒尺寸的影響都不明顯；短期時效處理后，晶內(nèi)出現(xiàn)了尺寸較

4、小的Z相（NbCrN），晶界出現(xiàn)一定數(shù)量的M23C6相，隨著溫度的升高，M23C6相數(shù)量增加。在短期時效過程中，HR3C鋼的顯微硬度值基本保持不變。
　?。?）HR3C鋼在650℃/500h熱暴露后，晶界產(chǎn)生大量的M23C6相，在熱暴露過程中逐漸長大并由斷續(xù)向連續(xù)分布演化；晶內(nèi)出現(xiàn)大量的Z相，呈須狀分布。熱暴露后HR3C鋼的顯微硬度值提高了15％。
　　（4）在室溫下的夏比V型缺口沖擊試驗表明：不同熱處理態(tài)的HR3C鋼長期熱