S30432奥氏体不锈钢弯管热处理工艺与性能

S30432奥氏体不锈钢弯管热处理工艺与性能 第十二届全国高校金相与显微分析学术年会论文 ,,,,,,奥氏体不锈钢弯管热处理工艺与性能 巴发海鄢国强余义斌姚威廉 (上海材料研究所上海,,,,,,) 卢征然魏征 (上海电气集团有限公司上海,,,,,,) 摘要: ,,,,,,奥氏体不锈钢炉管冷弯后，对弯管的热处理工艺和性能进行了试验研究。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，弯后 ,,,,”,固溶处理工艺会导致奥氏体晶粒粗大以及晶粒度的极端不均匀;,，,,?和,,,,。,固溶处理后，奥氏 体晶粒大小均匀，固溶后直管部分保持了原始管子的晶粒度，弯管变形最大区域晶粒细化，晶粒度达,”,,,, 级;,,,,?和,,,,?固溶处理后弯曲变形最大部位的强度性能也高于原始直管，韧性指标与之基本相当。 分析认为，冷弯后炉管的后续固溶处理温度,,,,„,?,,,,。,较为合适，热处理后弯管的力学性能、晶粒度 均能够满足超超临界锅炉管的技术指标要求。 关键词:奥氏体，不锈钢，炉管，弯管，热处理，晶粒度，力学性能 ,,, ,,,,;, ,,,,, ,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,;,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,, ,, , ,,, , ,,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,,,,;,,,,, ( ,, ,,,,, ,, ,,,,, ,, ,,,, ,,, ,,,,,,, (,,,,,,,, ,,,,,,;, ,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,) 一,, ,,,,,,, ,,, ,,,,, „(,,,,,,, ,,,(,,,,,,), ,,,,,,;,:, ,,,;,,,; ,,,,, ,,, ;,,, ,,,, ,,,;,,,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,, , ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,, ,,,,,;,,,,,，,,, ,,, ,,,,,;, ,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,;,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,(,,, ,,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,, , , ,,?,,,,,,,, ,,,,?睿纾簦瑁澹睿椋睿?,,, ,, ,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,(,,,，,,,, ,,,,,,,, ,,,;,,,,,,,, , , ,,?,, ,,,,?，,,, ,,,,, ,,,, ,,, ,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,,，,,,, , ,,,,,,,,, ,,,,, ,,,, ,, , ,,,,, ,,,, ,, ,, ,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,，,,,;, ,,,?,,,, ,,, ,,,, ,,,,, ,,,, ,,?;,,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,,;, ,,,,(,,,,,，,,, ,,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,, ,,,, ,,,, ,, ,,,,,,,， ,,,,，,,, ,,, ,,,,,,; ,,,,,,,,,, ,,,, ,？,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,(,, ,,, ,,,,,,,，,, ,,, ,,;,,,,,,,, ,,,,，,,,,?,, ,,,,?,,, ,,, ,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ,,,;,,,,,, ,,, ,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,，,, ,,, ,,;,,,,;,， ,,,,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,, ,,,, ,,, ,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,;,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,,,,;,,,,,( ,,,,,,,,:,,,,,,,,,，,,,,,,,,, ,,,,，,,,,,, ,,,,，,,,,,,, ,,,,，,,,, ,,,,,,,,,，,,,,, ,,,,， ,,;,,,,;,, ,,,,,,,,,, ,。引言 ,,,,,,,,,不锈钢是日本住友和三菱重工共同研究开发的一种超超临界锅炉用高温材料【,叫,，常用作 过热器和再热器部件。,,,,,,,,,实际上是在,,,, ,,一,,, ,,,,,基础上，通过降低,,含量上限， 加入约,,,,、,(,,,,,和微量的,，使其在高温服役环境下通过含,,化合物强化相的弥散析出强化 以及奥氏体内析出富,,相，从而使其具有较高的高温强度、高温塑性和抗高温氧化的最佳组合。 ,,,,,,,,,在,,,,年被,,,, ,,,, ,,,,,,,,予以承认“儿川。国内一些单位曾对其作了一些前期 的工艺评价工作?儿川，证实,,,,,,,,,管具有较好的弯曲变形能力。,,,,,,,,,炉管在国内外的应用 已有数十年的历史【,儿引，国内超超临界锅炉所用的,,,,,,,,,材料长期以来主要依赖进,，纠,,。,,,,,, 奥氏体不锈钢炉管是国内试制的,,,,,,,,,炉管的替代材料，目前国内尚缺少,,,,,,材料炉管工艺和性 能方面的研究数据。本文对国产,,,,,,不锈钢炉管进行了弯后热处理工艺和性能研究，以期确定弯管后合 适的热处理工艺，从而为实际的工业生产应翊提供测试和分析依据。 ,。实验方法 ,(,炉管化学成分和规格 试验用炉管材料化学成分如表,，规格中,,×,(,。 作者简介:巴发海(,,,,一)，男，河南，高级:〔程蚰,，博士 上海市科委重点项目(,,,,,,,,,):重大装备用高性能结构材料及工艺技术研究 ,,, 第,二届全国高校金相与显微分析学术年会论文 表,弯管的化学成分慨 ;,,,;,, , ,,, , ,, ,…,,, , ,,, ,, ,,日,, , ,, , ,, , ,,, , ,,,, ,, , , ,弯管热处理工艺 奇管在模只,,,, ,,。冷岢成形(见图,)，弯曲半径,,, ,,(,为直径)。弯后分别采用,,,,”, ,,,,,: ,,,,”,进行崮溶热处理(具体热处理工艺见表, 表,弯管热处理工艺,业呈堕业望生坚旦生卫翌些翌监————一 ,,,;…,, ,,,—,, ,,,,, ,,,,,,,?,,四;, ,,,,, ,,,,?,,,,…,。。,,,, ,, ?,,,,,,,×,,,。 ,,,,?,,,, ,,, ;,,,,,, ,,,,?,:,, ,?,,;。。,,,, 图,弯管实物照片 , ,样品的制备 ,,, , ,,, ,,,,,,,,,,。,,,, 拉忡、硬度和品粒度分别在变形最大的,,。位置(圈,中箭头所示)以及未变形的直管位置取样?,?管壁厚度和变形的影响(拉伸驭?,小规格试样。 , ,刹试设备 硬度测试在洛氏硬度,,上进行。拉仲性能测试在万能试验机上进行。根据,,,,,,,,,,,,,评级图在 ,,,;, ,，,,,,,,盘相显微镜上对金相试样进行奥氏体品粒度评级。 ,试验结果 ,(,拉伸试验 拉伸试验蚺果示于图,和图,。 ———————————,二————二? ,,一,， ,,,,,,,) , ( ((——夕 , 图,热处理前后拉伸强度测试 结果 ,,, , ,,,,,,, ,, ,,,,,, ;,,,,,, , ,硬度测试 巧后小间位踅的娅度到试鲇粜, ,酣,第十二届全国高校金相与显微分析学术年会论文 , 晶,,, 跫 寸 变形程度一图,弯后直管段和,,。变形位置硬度变化 图,晶粒尺寸和临界变形度关系示意图,,,(, ,,,,,,,, ;,,,,, ,, ,,,,;, ,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,, ,, ,,。,,,, ,,,(, ,,,,,,,, ,,,,;, ,,,,,,, ,,,,, ,,,, ,,,;,,,,, ,,,,,,,,,,, ,(,晶粒度 原始管材(直管)晶粒度评定为,,,级:弯后未最大处理变形(,,。)部位晶粒有拉长变形的痕迹，但晶粒度仍保持在,”,,?,级。经,,,,,,固溶处理后最大处理变形(,,。)部位晶粒粗化，晶粒度大多为,,,级(约占,,,)，少数区域晶粒度保持,,,级:经,,,,,,和,,,,?固溶处理后晶粒度细于原始管材为,,,级。 , 分析与讨论 ,(,力学性能 从图,,图,曲线可以看出，直管经弯曲变形后强度有较大幅度的升高，尤其是屈服强度上升较多，塑性指标中伸长率下降较多，断面收缩率变化不大。相应地硬度也有较大幅度的升高。显然，这些变化是形变强化的结果。 经固溶处理后，变形最大部位和直管的力学性能基本趋于一致，显然弯管的形变强化效应得到较大程度的消除。随固溶处理温度升高，强度下降，塑性上升。在,,,,,,和,,,,?固溶管子具有较高的强度和相对较好的塑性。,,,,”,固溶后强度发生大幅度下降，因此，不宜选作弯管的热处理固溶温度。其原因可以从下述的晶粒度变化解释。 、 ,(,晶粒度 弯管前晶粒度均为,,,级，直管部分经,, ,,?固溶处理后，晶粒度为,—,级，有一定程度的长大。尽管直管段不存在变形效应，而且在弯后的固溶热处理过程中也没有重结晶相变，但实验表明固溶温度过高奥氏体晶粒也在逐渐长大。 弯后最大变形部位经,,,,。再固溶，晶粒度大多在,—,级，局部保留,—,级，均匀性变差。 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ,,,,。固溶处理温度偏高，晶粒长大倾向严重。从前述力学性能的变化也可推断，,,,,?固溶处理晶粒度的长大效应使得炉管的力学性能大幅降低。 弯后经,,,,?和,,,,,,固溶处理后，变形部位的晶粒度均明显细化。说明低温固溶可以抑制变形部位的晶粒长大。从晶粒度的变化分析，在实际变形度条件下其再结晶温度低于,,,,?。据文献的介绍池?引哺,，对一般,,,,,,,,钢管供货状态的固溶处理温度?,,,,?，最佳热处理固溶温度为,,,,?。上述分析表明，,,,,,,固溶温度可能仅仅适合于轧管的终态热处理，可以控制较细晶粒度。但对于固溶态产品直管，弯后由于局部重新产生较大幅度的变形，再经过,,,,?高温固溶处理后其晶粒度严重长大，不符合火电使用,级更细的规定哺,。显然，弯后,,,,,,固溶温度偏高。而,,,,?和,,,,?的固溶处理可以保持再结晶后晶粒度细于,级，其固溶处理温度是合适的。 金属材料的性能和晶粒大小密切相关。控制再结晶后的晶粒尺寸是所有金属材料生产中的一个重要问题。大量试验证明??，再结晶晶粒大小与预先冷变形程度之间有下图所示的关系。在临界变形度，金属的晶粒尺寸会迅速长大，形成粗大晶粒。对一般金属而言，临界变形度通常在,”,,,,范围内。当超过临界变形度后，随变形的增加晶粒又变细。试验弯管经测试变形度在,”,,,,，因此，变形后在较高的固溶温度下，晶粒度会迅速长大。温度高、变形程度大、储能增加会促进再结晶过程的形核率和生长率，使得再结第十二届全国高校金相与显微分析学术年会论文 品孕育期和整个再结晶过程缩短。严格控制固溶加热温度和保温时间以及加热速度可防止形成粗大的晶粒。上述实验证明，,,,,?和,,,,”,固溶处理的品粒度是满足超超临界锅炉的技术要求的。当然，理论上圃溶温度选择在,,,,?和,,,,?之间也是完全可行的。 , 结论 ,,,,,,弯管后合适的固溶处理温度为,,,,?,,,,?。既可以保证管子的力学性能高于原始管材，也可以控制最?蟊湫尾课坏木Я,嚷 慊鸬缂际豕娑ǖ南赣瑁芳兑 蟆?参考文献: (,)( 杨冬，徐鸿(浅议超超临界锅炉用耐热钢〔,〕(锅炉制造(,,,,(,):,,,( (,)( 孙玉梅，邹小平(,,,,,,,,,不锈钢锅炉管评述〔,〕(锅炉技术，,,,,，,,(,):,,,,, (,)( 张显(超临界,超超临界锅炉选材用材〔,〕(锅炉制造(,,,,，,,(,): ,,,,,,, (,)( 韩建伟(日本锅炉用新型不锈钢管的开发〔,〕(焊接，,,,,(,):,,,,一,, (,)( 缪玲，王展鹏(超(超)临界锅炉用钢管,,,,,,,,,与,,,,,性能特点评价〔,〕(,,,,,,,, ,,,;,,,; ,,,,,,(,,,,，,,(,):,,,,, (,)(,,, ,,,, ,,, ,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,(,,,, ,, ,,胜,,,, ,,, ,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,, ,,,, ,,,,( (,)( 郑子樵(材料科学基础〔,〕(长沙:中南大学出版社，,,,,，,,,,,,,