17-4PH不锈钢热老化的磁多参数无损评估
2021-06-08褚英杰李乾武史芳杰杨广宇
褚英杰,孙 琦,李乾武,史芳杰,黄 飞,杨广宇
(1.福建宁德核电有限公司,宁德 352000;2.苏州热工研究院有限公司,苏州 215000)
17-4PH(05Cr17Ni4Cu4Nb)马氏体不锈钢因具有较高的强度和优异的耐腐蚀性能,被广泛应用于核电厂的高强度结构部件。17-4PH不锈钢在高温服役时会产生Cu颗粒析出、调幅分解、二次碳化物析出等现象[1],导致材料的冲击功下降,硬度上升,脆性增加[2],增加了材料的脆性断裂风险。因此,对17-4PH不锈钢的热老化评估具有重大意义。
不锈钢或者合金钢在热老化过程中,因微观组织的变化,其磁性能也会有相应的变化。BHATTACHARYA等[3-4]研究了磁巴克豪森噪声(MBN)与17-4PH不锈钢微观结构的关系。其将17-4PH不锈钢进行短时效热老化以后,发现Cu沉淀增多,且Cu的沉淀可有效降低巴克豪森噪声的峰值。GUPTA等[5]研究了不同时效阶段下蠕变对12CrMoWV高温合金钢的增量磁导率的影响,结果表明,在550 ℃与650 ℃的不同时效下,增量磁导率曲线呈现相反的变化规律。
由于17-4PH不锈钢热老化过程中微观组织变化的复杂,磁性无损检测在17-4PH不锈钢热老化评估的工程应用上具有一定的难度。笔者在研究马氏体不锈钢热老化后磁性变化规律的基础上,比较了不同磁参数无损检测方法的评估效果,引入人工神经网络,为沉淀硬化马氏体不锈钢热老化无损评估提供更可靠精确的方法。
1 试验方法
试验对象为某电厂的主蒸汽隔离阀阀杆,其材料为17-4PH不锈钢,其材料成分如表1所示。

表1 17-4PH不锈钢材料成分 %
为了模拟不同服役时间17-4PH不锈钢热老化的变化,同时缩短试验周期,在350 ℃下进行加速热老化试验,具体加热时间为0,100,300,500,1 000,2 000,3 000 h,共计7组样品。……
