Super304H不锈钢管的力学性能

a)Super304H不锈钢管的室温拉伸性能以及平均硬度

Super304H不锈钢管的室温力学性能,为了比较,表中同时列出了TP304H不锈钢管的室温力学性能。从表中可以看出,Super304H不锈钢管的抗拉强度高于TP304H不锈钢管,即比常规的18-8奥氏体不锈钢抗拉伸能力强,但塑性能力相较于TP304H来说基本相同,说明Super304H不锈钢管中形成的各种析出相促进了该钢的固溶强化。

b)时效后的Super304H奥氏体不锈钢的抗拉伸性能

日本的SawaragiY曾经对Super304H不锈钢管在高温时效后进行拉伸实验,根据其实验结果可得,当时效温度为750℃时,Super304H不锈钢管的抗拉伸能力较高,随着时效温度的提高,该钢的抗拉伸能力逐渐趋于稳定,由此可以看出Super304H不锈钢管的抗拉伸能力与屈服强度高于一般的奥氏体不锈钢。

c)时效后的Super304H奥氏体不锈钢的焊接性能

由于火力发电中的锅炉用钢需要焊接,所以锅炉安全运行与钢的焊接质量密切相关,所以焊接性能亦是一项重要的力学性能。Super304H不锈钢管的焊接性能测定主要是通过检测热裂纹敏感性的约束裂纹实验以及可变约束抗热裂实验来评定。通过实验结果可以看出Super304H不锈钢管的热裂纹敏感性、裂纹率以及裂纹长度都比传统的奥氏体不锈钢要低的多。

Super304H不锈钢管分别在室温与高温条件下服役时,其焊接点强度与母材一致。所以Super304H不锈钢管的成分应当与焊接用填充金属成分相匹配,从实验可以看出,焊接点的断裂强度皆在母材之强度范围内,并且其断裂强度和母材的断裂强度平均值接近,断裂强度也还没有降低。

由于Super304H奥氏体不锈钢具有蠕变断裂强度高、组织稳定性好、抗蒸汽氧化性能好及高温腐蚀性能优良的特点,所以目前主要用于制造火电厂超超临界锅炉的过热器和再热器。从2000年至2004年初,Super304H奥氏体不锈钢已经在日本、韩国、美国等火力发电站使用,最高的使用温度为600/610℃。从材料的实验验证结果来看目前国际上成熟的材料已经可以用于建造蒸汽温度为620℃的机组。一些国家和厂商已经公布的发展新一代超超临界机组计划表明,蒸汽温度将提高到700℃,再热器温度将提高到720℃。

近年来稀土钢的论文与专利增长很快,稀土微合金化作用依然是研究热点。钢中加入稀土后表现出优良的性能基本覆盖了所有的钢种以及钢的性能,稀土是唯一在钢中同时具有净化、夹杂物变性以及细化组织作用的元素。而对于在Super304H奥氏体不锈钢中加入稀土这方面的研究有限,而这种钢对于我国提高锅炉临界温度及蒸汽压力有重要的意义。

这种钢在高温服役条件下的优良使用性能是由于服役时会产生微细弥散的富铜相,这种富铜相与Nb(C,N)相、NbCrN相及M23C6一起产生极佳的固溶强化及沉淀强化作用,使得这种钢的强度与一般的18-8奥氏体不锈钢相比性能要优良很多。根据该种耐热钢的平时服役条件以及计入稀土对钢的有利作用,本课题选择的时效温度为650℃及700℃。研究目标是分析稀土在不同的时效温度及时效时间对Super304H奥氏体不锈钢在高温服役时金相组织的影响,找出稀土对组织随时效时间及时效温度变化时的影响以及晶粒尺寸变化的规律,以及沿晶界及晶内第二相的析出变化情况。通过透射电镜试验定性分析时效后稀土对富铜相及Nb(C,N)相的影响及晶体结构,通过扫描电镜和电子探针实验,对时效后试样中受到稀土影响的富铜相及Nb(C,N)相进行定性及定量分析,同时观察时效后试样的二次电子形貌图,从形貌图中观察Super304H不锈钢管时效后富铜相及Nb(C,N)相在不同时效温度及时效时间条件下加入不同含量的稀土所产生的影响,通过实验来定性分析时效后这种钢在加入稀土前与加入稀土后其析出相的异同,最后找出该钢在不同时效时间与时效温度的条件下加入稀土对其硬度、热加工性能及抗拉伸性能的影响。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管

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