347不銹鋼高速電渣堆焊層退火過程中的組織結構和耐蝕性變化.pdf

1、加氫反應器通常在高溫、高壓、強腐蝕、臨氫等環(huán)境下工作，國內一般選用鉻鉬鋼作為其筒體材料并在筒體內壁堆焊一層耐蝕金屬以滿足使用要求。由于高速電渣堆焊具有極高的熔敷速率，可極大地提高生產效率，同時焊帶、焊劑的消耗量較少，具有明顯的經濟效益，因此，高速電渣堆焊技術在壓力容器內壁防護措施中越來越多的受到關注和廣泛研究。本文針對加氫反應器的服役環(huán)境、結構特點和成本等多方面因素，采用高速電渣堆焊技術，選用 TBD309LNb堆焊材料，在加氫反應器筒

2、體用12Cr2Mo1R試板上堆焊單層347奧氏體不銹鋼堆焊層，并進行焊后去應力退火；然后通過化學成分分析、側彎試驗、鐵素體含量測定、耐蝕性測試等，對高速電渣堆焊工藝進行評定；最后利用X射線衍射分析、光學顯微分析、能譜分析等方法，通過鐵素體含量測定、顯微硬度測試、耐蝕性測試等，研究堆焊試板在690 oC長時間退火過程中的組織結構和耐蝕性變化，為加氫反應器的設計、制造、使用、維修等提供基礎數(shù)據(jù)。
　　高速電渣堆焊工藝評定結果表明，鐵素

3、體含量、化學成分均能滿足相關的技術要求，通過組織結構測試所得堆焊層滿足堆焊層組織要求。側彎實驗和腐蝕試驗均為合格，說明本課題中使用的堆焊方法能夠得到性能達標的堆焊層，滿足相關技術要求。
　　退火過程中堆焊試板組織結構的研究結果表明，經XRD、SEM等測試手段，表明退火過程中奧氏體堆焊層顯微組織變化不大，通過 EDS分析得知，堆焊層晶界處形成Nb的碳化物，這種碳化物保證了使用過程中堆焊層對抗連多硫酸的能力?；娘@微組織中可以明顯看到

4、，在退火72小時之后，回火貝氏體組織中板條狀鐵素體，隨著退火時間的進行而消失，并且析出顆粒，經EDS分析可知，析出的是Mo的碳化物。在熔合線兩側，隨著退火的進行，由于熔合區(qū)兩側存在Fe、C、Cr、Ni、Mo、Nb等元素的濃度梯度，所以會發(fā)生元素擴散，并在熔合線附近形成C偏聚層，Nb、Cr、Mo、Ni在熔合線附近都或多或少的存在一個富集區(qū)域。
　　退火過程中堆焊試板耐蝕性的研究結果表明，隨著退火時間的增加，堆焊層腐蝕速率從8 h~3

5、2 h去應力退火后略有增加，并基本保持平穩(wěn)，也就是耐蝕性略有下降，但基本保持平穩(wěn)。從焊態(tài)到8 h~32 h去應力退火過程腐蝕率很快下降，也就是耐蝕性快速提高，從堆焊層EDS分析可以看到，隨著退火的進行，Nb元素開始在晶界發(fā)生偏聚，耐蝕性能也隨之提高，這與EDS所得結果保持一致。
　　退火過程中試樣的顯微硬度研究結果表明，隨著退火時間的延長，鐵素體含量在堆焊層上呈現(xiàn)下降趨勢。從顯微硬度分布的圖中可以看出，隨著退火時間的延長，顯微硬度