服役態(tài)耐熱鋼管的老化規(guī)律及剩余壽命預(yù)測(cè).pdf

1、隨著我國火力發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展以及火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的不斷提高，新型奧氏體以及鐵素體耐熱鋼的應(yīng)用越來越廣泛。它們的運(yùn)行狀態(tài)是影響機(jī)組效率和可靠性的主要因素之一。一般地，服役態(tài)超（超）臨界(USC)火電機(jī)組中耐熱鋼管的結(jié)構(gòu)與性能的變化規(guī)律研究都是通過高溫加速人工時(shí)效實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行的，但時(shí)效態(tài)與服役態(tài)鋼管的結(jié)構(gòu)損傷程度是否吻合尚缺乏驗(yàn)證。因此有必要對(duì)相同Larson-Miller參數(shù)（P函數(shù)）下的服役態(tài)及時(shí)效態(tài)鋼管的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行對(duì)比研究。另外，

2、在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過建立耐熱鋼硬度與P函數(shù)之間的關(guān)系，開展USC機(jī)組服役態(tài)耐熱鋼運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估，具有重要的價(jià)值。
　　針對(duì)USC機(jī)組中590℃服役20000 h及與其具有相同P函數(shù)值的650℃時(shí)效1100 h的HR3C、Super304H管材，開展顯微組織結(jié)構(gòu)老化及力學(xué)性能衰減的對(duì)比研究，確認(rèn)服役態(tài)及時(shí)效態(tài)HR3C、Super304H鋼管的結(jié)構(gòu)損傷程度是否吻合。針對(duì)HR3C、T92兩種典型USC機(jī)組耐熱鋼分別在650-700

3、℃進(jìn)行高溫時(shí)效實(shí)驗(yàn)，研究時(shí)效過程中顯微組織結(jié)構(gòu)和硬度的變化規(guī)律，建立硬度與P函數(shù)間關(guān)系數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證模型的可靠性。
　　服役態(tài)HR3C、Super304H鋼管內(nèi)側(cè)的顯微組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與時(shí)效態(tài)基本相同;然而，服役態(tài)鋼管外側(cè)的結(jié)構(gòu)損傷程度比時(shí)效態(tài)更嚴(yán)重，導(dǎo)致其力學(xué)性能低于時(shí)效態(tài)。服役環(huán)境的不同導(dǎo)致服役態(tài)HR3C、Super304H鋼管的內(nèi)外側(cè)顯微組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異。因此，基于Larson-Miller參數(shù)的人工時(shí)效方法只能在一定條

4、件下模擬USC機(jī)組中耐熱鋼管的結(jié)構(gòu)老化。
　　HR3C、T92兩種耐熱鋼的硬度均隨時(shí)效溫度升高顯著降低;溫度不變，隨著時(shí)效時(shí)間的延長，HR3C耐熱鋼的硬度先增加后減小，而T92鋼硬度單調(diào)下降，最后都趨于穩(wěn)定。孿晶界消失以及晶界與晶內(nèi)第二相的析出、長大是導(dǎo)致時(shí)效過程中兩種耐熱鋼硬度變化的主要原因。采用線性擬合的方法，得到了時(shí)效耐熱鋼硬度與其P函數(shù)的關(guān)系模型。基于相同的P函數(shù)，計(jì)算所得時(shí)效鋼硬度與測(cè)量的硬度吻合，該模型可用于服役耐熱鋼