新型奥氏体钢.ppt

文档介绍：新型奥氏体钢及其焊接
资料主要来源于:
杨富\章应霖等《新型耐热钢焊接》中国电力出版社,2006
前言
细晶强韧型铁素体钢在550~620℃的范围,有高的蠕变断裂强度,达100MPa以上。
但600℃以上,铁素体钢蠕变断裂强度随温度升高,降低的速度很快。
从发电效率与电厂经济性考虑,人们希望进一步提高发电厂的蒸汽参数。
在上世纪60~70年代,美国曾尝试将用于抗腐蚀的18-8不锈钢做耐热钢使用。
效果怎样?
原来的奥氏体钢高温蠕变断裂强度不高,以AISI316钢为例,在650℃34MPa的300MW机组,主蒸汽管厚度要求185mm!
18-8不锈钢导热性差,线膨胀系数大,焊接性差,焊接热裂纹倾向大,对应力腐蚀、热疲劳敏感。
70年代后,奥氏体钢就不应用于电站的厚壁管道了,而只用于制作过热器、再热器等小管。
很不好!!
改进
人们并没有放弃对奥氏体钢的改进。更多的冶金手段、强化手段,不断应用的钢的生产过程中。
冶金技术:控轧控冷、纯净化、改进成材工艺;
强化技术:固溶强化、析出强化、脱溶强化、细化强化、晶界强化、……
奥氏体钢新钢种
应用:主要是600℃100000h蠕变断裂强度100~120MPa的H级。
包括:
TP304H→Super 304H
TP347H→TP347HFG
TP310→25Cr-20NiNbN(HR3C)
Alloy800→NF709
国内: Super 304H、HR3C已经开始应用。
TP347HFG
是上世纪80年代日本住友公司,改进TP347H钢的成材工艺得到的。
特点:
化学成分与TP347H相同;
常温、高温性能与TP347H差别不大,而且TP347HFG的蠕变速率略高于TP347H,但蠕变断裂塑性略高于TP347H;
时效倾向与TP347H无明显差别;
抗疲劳性能优于TP347H;
抗高温蒸汽腐蚀性能、抗高温烟气腐蚀性能远高于TP347H。
TP347HFG成材工艺
TP347H的成材工艺
传统工艺的主要问题
TP347H钢的蠕变断裂强度对固溶处理温度非常敏感:
温度偏低,蠕变断裂强度明显降低;(P145表8-2)
温度偏高,晶粒长大,抗蒸汽腐蚀性能变差。
原因:
在加工和热处理过程中,会析出两种第二相(M23C6、MX),其溶解温度不同;
M23C6型碳化物在850~900℃就可溶解,而MX型的NbC在1200℃,%Nb溶解。
矛盾无法解决!
改进的成材工艺
改进的成材工艺
大幅度提高软化处理温度,让合金元素充分溶解,特别是Nb固溶;
拉拔过程温度低,析出物较少,也不会长大;
固溶处理过程中, M23C6溶解固溶,软化处理过程的Nb反而可以以NbC的形式弥散析出,限制晶粒长大。