S30432钢700 ℃持久σ相的析出及其对性能的影响
2014-08-03朱丽慧王起江
唐 波,朱丽慧,王起江
(1.上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室,上海200072;2.宝山钢铁股份有限公司,上海201900)
为降低煤耗、提高热效率和减少污染物排放量,超超临界火力发电机组目前在国内外得到了大力发展.S30432钢(0.1C-18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N)在TP304H钢的基础上添加了质量分数分别为3%和0.5%的Cu和Nb,比TP304H 钢具有更高的持久强度,其600~700 ℃时的持久强度比TP347钢高30%[1],且拥有优良的抗高温氧化腐蚀性能,被列为18Cr-8Ni型奥氏体耐热钢之首[2].S30432钢在超超临界机组的过热器和再热器部件上得到广泛应用.
国内外学者在研究S30432钢持久时效过程中的组织演变时发现,持久时效过程中主要的析出相是富铜相、MX 相、NbCrN 和M23C6[3-7].Chi等[8]通过热力学模拟,发现S30432钢中还存在σ相,但没有提供相关试验证明.σ相是一种硬而脆的四方结构的Fe-Cr金属间化合物,在晶界析出对耐热钢的持久性能是有害的[9].Okada等[10]发现S30432 钢550 ℃时效30 000h后背火侧冲击值是向火侧冲击值的1.25倍,向火侧冲击值的降低是由晶界析出σ相造成的.赵志毅等[11]的研究结果也表明,σ相在晶界的析出促进了S32750双相不锈钢中微裂纹的形成,从而更加显著地降低持久塑性.向红亮等[12]在研究超级双相不锈钢中σ相的数量变化对力学性能的影响时也发现,随着时效温度的升高,σ相析出量不断增加,引起塑性急降.
S30432钢中σ相析出条件的试验结果不尽相同.Iseda等[3]发现S30432钢600 ℃持久85 426.7 h有少量块状σ相沿晶界析出.Du等[13]在700 ℃时效3 000h的S30432钢中没有发现σ相.S30432钢是我国发展超超临界机组的主力钢种之一,当温度达到700 ℃时是……
