基于非线性超声的Super304H钢高温老化状态检测研究
2021-08-18袁廷璧张曰涛
袁廷璧,张曰涛,王 昉
(1.国能锅炉压力容器检验有限公司,北京 102209;2.华能左权煤电有限责任公司,山西 晋中 032600)
0 引言
Super304H耐热钢是TP347H的基础上发展出来的一种新型的18-8型奥氏体耐热不锈钢,成分为18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N,目前在超超临界锅炉的过热器和再热器管道应用普遍。Super304H耐热钢通过降低Mn含量上限,加入约0.45%的Nb,约3%的Cu和一定量的N,使钢在服役过程中产生与其共格的、弥散沉淀于奥氏体基体内的富铜相。该富铜相与M23C6,NbCrN和Nb(C,N)这些析出相一起产生了非常好的弥散强化作用,大大地增加了蠕变断裂强度[1-2]。Super304H的抗高温蒸汽氧化能力较好,热裂纹敏感性和裂纹率较低,具有良好的经济性和焊接性[3]。于鸿垚等[4]对Super304H耐热钢在650℃、104h时效过程中组织的演变过程进行了研究,结果显示,Super304H在时效过程中主要的析出相M23C6和MX随着时效时间的增长,在晶界处迅速粗化,由颗粒状长大为连续的链状,减弱其强化效应。MX相在晶内析出,时效后的尺寸较大。因此Super304H钢中密集弥散分布的纳米级富铜相是最主要的强化相,MX相次之,M23C6则只起到辅助强化的作用。
近年来,随着超超临界机组运行日久,机组关键部件的耐热钢材料在高温载荷作用下发生的高温损伤、力学性能退化以及劣化失效问题也越来越显著,因此对耐热钢材料的损伤情况进行实时快速的检测对超超临界机组的安全运行具有重要意义[5-6]。尤其对于Super304H奥氏体耐热钢[7],由于其运用的广泛性以及所处关键部件的特殊性,该种材料的热损伤研究的重要性尤为迫切,但目前的研究往往集中于材料的显微组织和析出相变化[8-9],而相应的检测和判定方法则报道较少。……
