(华东理工大学机械与动力工程学院，承压系统安全科学教育部重点实验室，上海 200237)

0 引 言

HP-Nb合金因具有优异的抗蠕变、耐腐蚀性能，而成为目前常用的一种高温核心部件材料。若离心铸造HP-Nb合金炉管长时间暴露于高温环境中，合金组织会出现渗碳[1]、高温氧化、脆性相析出与团聚等现象，导致炉管损伤[2-5]；当损伤达到一定程度时，炉管将发生开裂、泄漏等事故。在高温服役过程中，炉管显微组织的变化与材料性能的退化有着密切的关系，因此显微组织的评估成为判断炉管运行状况的重要依据。LE MAY等[6]采用组织分级的方法对制氢转化炉炉管的蠕变损伤程度进行了评估，并对其剩余服役寿命进行了预测。巩建鸣等[7]将蠕变损伤和碳化物聚集情况相结合来判断炉管的损伤级别。喻红梅等[8]通过贝氏体、粒状碳化物等组织特征来评定炉管的安全性。还有一些学者对孔洞的扩展规律和裂纹形成的断裂机制进行了研究，分析了孔洞的危害及表征因素，并探讨其与剩余服役寿命之间的关系[9-10]。但在许多工程实例中发现，孔洞和微裂纹仅在炉管近内外表面区域形成，在长时间服役后并未扩展到炉管内部，此时采用孔洞分级方法来判断整体管道的寿命过于保守。炉管在服役早期会发生碳化物的沉淀，并且随着碳化物的团聚与粗化，材料强度降低，脆性增强，导致蠕变孔洞损伤，继而形成微裂纹与宏观裂缝，最终导致炉管的失效。因此可以通过碳化物形貌来评估管道的损伤情况。……