新型USC鍋爐管材及其成品管的耐蝕性研究.pdf

1、目前，我國火力發(fā)電機組正朝著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展。經(jīng)濟、安全和高性能的超超臨界鍋爐管材的匱乏和制管技術的落后制約著我國火電事業(yè)的發(fā)展，對新型超超臨界鍋爐管材的開發(fā)和研究及其管子的試制是解決這一問題的關鍵。鍋爐管在服役過程中的晶間腐蝕和應力腐蝕常常引發(fā)管子的突發(fā)性早期失效，對管材及其成品管的耐蝕性的研究具有重要的意義。
　　本文以300系列不銹鋼鍋爐管材為基礎，運用合金化原理，經(jīng)六次改良，設計開發(fā)了新型鍋爐管材CHDG-A06合金

2、。并針對304、S30432不銹鋼和CHDG-A06合金的耐晶間腐蝕和應力腐蝕性能作了對比研究。此外，S30432無縫管和CHDG-A06無縫管的晶間腐蝕敏感性也得到了對比分析。
　　利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)等儀器分析了上訴三種材料經(jīng)650℃保溫不同時間(1h、2h和3h)敏化處理后晶界析出情況。隨敏化時間的增加，304、S30432不銹鋼晶界富鉻型析出相（主要是Cr23C6）逐漸增多

3、，晶界的耐蝕性逐漸降低。而敏化3h后，CHDG-A06合金的晶界始終無明顯析出相，晶界不易被腐蝕破壞。
　　采用ASTM A262-2014標準中的E法主要測試了三種材料經(jīng)敏化處理(650℃保溫1h、2h和3h)后的耐晶間腐蝕性能，還對比分析了敏化態(tài)CHDG-A06和S30432無縫管的晶間腐蝕敏感性。敏化1h后，304不銹鋼的彎曲表面最先出現(xiàn)晶間腐蝕裂紋，S30432不銹鋼的彎曲表面開始出現(xiàn)龜裂，敏化時間越長，兩種不銹鋼的晶間腐

4、蝕現(xiàn)象越明顯。而敏化3h后，CHDG-A06合金的彎曲表面仍未觀察到晶間腐蝕裂紋。與304和S30432不銹鋼相比，CHDG-A06合金具有較好的耐晶間腐蝕性能。同樣地，無縫管的晶間腐蝕試驗結果表明CHDG-A06無縫管比普遍使用的S30432無縫管的耐晶間腐蝕性能更加優(yōu)良。
　　通過應變速率為3×10-6 s-1的慢應變速率試驗主要對比分析了敏化處理后三種材料在不同腐蝕環(huán)境中的應力腐蝕敏感性。從應力腐蝕敏感性指數(shù)IA和斷口形貌的

5、分析中可知:在3 mol/L的近中性NaCl腐蝕環(huán)境中，與敏化態(tài)的304不銹鋼（IA為25.78％）和S30432不銹鋼（IA為9.74％）相比，敏化態(tài)的CHDG-A06合金的應力腐蝕敏感性最低（IA僅為3.99％），且斷口微觀形貌為大小不等的韌窩;在2.5 mol/LNaCl+0.5 mol/L HCl的酸性腐蝕環(huán)境中，敏化態(tài)CHDG-A06合金的斷口中依然清晰可見大小不等的韌窩（IA為13.22％），而敏化態(tài)304、S30432不銹