服役230000h的X20马氏体耐热钢主蒸汽管道的组织和性能.pdf

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1、第35卷第1期材料热处理学报V01．35NO．12014年1月TRANSACT10NS0FMATERIALSANDHEATTREATMENTJanuary2014服役230000h的X20马氏体耐热钢主蒸汽管道的组织和性能王岗，胡正飞(同济大学材料科学与工程系，上海201804)摘要：以热电厂服役时间长达230000h的主蒸汽管道X20马氏体耐热钢为研究对象，通过室温和服役高温的力学性能测试、组织以及亚结构和析出相的SEM、TEM观察、电解萃取相XRD物相分析等，研究了耐热钢长期服役的力学性能和显微结构变化。结果表

2、明：服役钢除室温冲击性能下显著下降外，其他的力学性能退化并不显著。服役后材料的组织仍为典型的马氏体，但马氏体组织粗化明显，出现板条碎化，板条界移动，位错密度下降，碳化物粗化等现象。服役前后材料中碳化物形态和种类出现明显变化，耐热钢中主要碳化物M：C长期服役后粗化显著，原始态中存在的亚稳态碳化物MC及Mc和部分MX溶解，析出了Laves相和Z相。关键词：X20耐热钢；微观组织；电解萃取；碳化物；退化中图分类号：TG142．73文献标志码：A文章编号：1009—6264(2014)01·0060—06Microstru

3、ctureandpropertyinX20martensiticsteelmainsteampipeexposedatelevatedtemperatureover230000hWANGGang．HUZheng．fei(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，TonalUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Themechanicalpropertiesandcorrespondingmicrostrueturewereexamined

4、extensivelyforX20martensiticsteelmainsteampipefromathermalpowerplantafter230000hlong·termservice．Tensile，impactandhardnesstestswereconductedbothinroomtemperatureandservicetemperature．Theresultsshowthatthedegenerationofmechanicalpropertiesofthesteelisnotobvious

5、excepttheimpactpropertydecreasesseriouslyunderroomtemperature．MierostructuralobservationsbyOM，SEM，TEMpresentthatthemicrostructureisstillmartensiticbutsomecreepdegradationscanbeseen．Themartensiticlathesareslipped，mergedandfragmented；thedensityofdislocationsdecr

6、easesanddislocationfreeregionshaveemerged，subgrainboundariesareformedfordislocationaccumulated，recrystallizationisalsofoundclosetoboundariesorsub·boundaries，themaincarbidesM23C6inthesteelarecoarsenedseriously．Theprecipitatesareextractedbyelectrolyticmethodandt

7、hephasecompositionwereanalyzedbyXRD，andtheresultsshowthatthephasetransformationtakesplaceduringlong—termservice，asLavesphasesandZphasesareprecipitatedwithmetasableM2CaswellasM6CandpartofMXre—solved．Keywords：heatresistantsteel；microstructure；electrolyticextract

8、ion；carbides；degradationX20耐热钢是最为典型的12Cr型马氏体耐热特别是采用电解萃取结合XRD的方法，清楚地了解钢，具有良好的强韧性、抗蠕变性、耐高温氧化性和抗了在550oC这一特定服役条件下长期运行后材料中腐蚀性，是热电厂主要用材或者是更新换代材料。国析出相的演变问题。内外学者都对X20钢进行了广泛的研究¨，但是依然缺少长期工程应