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時(shí)效時(shí)間對(duì)S30432奧氏體耐熱鋼（化學(xué)成分）組織的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-08-20
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區(qū)間持久強(qiáng)度高、組織穩(wěn)定性良好，在國(guó)內(nèi)外超超臨界火電機(jī)組上大量應(yīng)用于鍋爐的過(guò)熱器管和再熱器管。
S30432鋼是由日本住友金屬和三菱重工開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼，該鋼在580℃～620℃溫度區(qū)間持久強(qiáng)度高、組織穩(wěn)定性良好，在國(guó)內(nèi)外超超臨界火電機(jī)組上大量應(yīng)用于鍋爐的過(guò)熱器管和再熱器管。該鋼利用了Nb的碳、氮化物起到強(qiáng)化作用，通過(guò)添加Cu時(shí)效析出富Cu相來(lái)提高強(qiáng)度，在成材工藝上通過(guò)調(diào)整軟化處理溫度和固溶處理溫度獲得較細(xì)小的奧氏體晶粒，提高鋼的高溫抗蒸汽氧化性能，但S30432鋼國(guó)產(chǎn)化后持久強(qiáng)度不夠穩(wěn)定。為此，研究了650℃不同時(shí)效時(shí)間對(duì)S30432鋼組織和析出相的影響，分析析出相的種類、數(shù)量和分布形態(tài)，探討該鋼的析出相在長(zhǎng)時(shí)高溫下的析出與變化規(guī)律，目的是通過(guò)分析該鋼在高溫條件下的組織變化及析出行為，從而探究鋼的強(qiáng)化和弱化機(jī)理以及時(shí)效原因等。
試驗(yàn)材料選用供貨態(tài)S30432鋼鋼管，其主要化學(xué)成分符合表1的成分要求。S30432鋼的熱處理工藝為1150℃×1h固溶+650℃時(shí)效，時(shí)效時(shí)間分別為10、300、1000、3000h。
表1??S30432鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，?%）
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
Nb
|
N
|
Al
|
B
|
0.07～0.13
|
≤0.30
|
≤1.00
|
≤0.030
|
≤0.010
|
17.0～19.0
|
7.50～10.50
|
2.50～3.50
|
0.20～0.60
|
0.05～0.12
|
0.003～0.030
|
0.001～0.010
|
?
試樣經(jīng)機(jī)械打磨和拋光后，用體積分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液侵蝕，然后用FEI?QUANTA?400掃描電鏡（SEM）進(jìn)行組織觀察。用線切割將試樣切至0.2mm厚，經(jīng)機(jī)械研磨后，采用TENUPOL-5型雙噴減薄儀在-30℃進(jìn)行雙噴減薄，雙噴液為5%高氯酸+95%無(wú)水乙醇，液氮冷卻，電壓20～35V。用JEM2100透射電鏡（TEM）觀察組織形貌。結(jié)果表明：
（1）S30432鋼在650℃時(shí)效時(shí)，隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，組織中的孿晶大量消失，并發(fā)生明顯回復(fù)過(guò)程，但晶粒沒(méi)有明顯長(zhǎng)大，組織中有大量的未溶Nb（C，N）。
（2）時(shí)效時(shí)間為1000h時(shí)，M23C6相在晶界處的數(shù)量急劇增加，在時(shí)效3000h后，隨著析出數(shù)量的增加和析出物長(zhǎng)大，碳化物呈鏈狀分布在晶界，富銅相析出數(shù)量也大量增加。
（3）在時(shí)效初期，富銅相析出數(shù)量極少，且只有幾個(gè)納米大小，隨著時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，富銅相析出數(shù)量增加，并發(fā)生長(zhǎng)大。富銅相和M23C6相、孿晶一起阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化了晶界和基體，從而提高鋼的高溫性能。
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