一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括：步驟1、檢測(cè)奧氏體鋼制彎頭固溶處理后各處晶粒尺寸的大小；步驟2、通過對(duì)直管試樣整體熱處理的方式，制造出涵蓋上述奧氏體鋼制彎頭的晶粒度范圍的模擬試樣；步驟3、用所述的模擬試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，檢測(cè)模擬試樣的晶間腐蝕性能，得到模擬試樣的晶間腐蝕敏感性；步驟4、通過分析模擬試樣的晶間腐蝕敏感性及其與晶粒尺寸的關(guān)系，確定奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性。通過此評(píng)價(jià)方法可以得到奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，提高了部件的安全性和可靠性。
【專利說明】
一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 晶間腐蝕敏感性是奧氏體不銹鋼材料的一種重要特性，一旦材料發(fā)生晶間腐蝕， 材料強(qiáng)度幾乎完全消失，材料部件失效，會(huì)引發(fā)事故，造成巨大損失。所以對(duì)不銹鋼晶間腐 蝕敏感性研究，具有重要意義。
[0003] 目前晶間腐蝕的機(jī)理主要有"貧鉻理論"和"晶間區(qū)偏析雜質(zhì)或第二相選擇性溶解 理論"。"貧鉻理論"認(rèn)為，奧氏體不銹鋼材料敏化處理過程中，C和Cr、Fe等元素在晶界附近 形成(Cr、Fe) 23C6型碳化物，導(dǎo)致晶界兩側(cè)產(chǎn)生貧鉻區(qū)，晶粒和晶界構(gòu)成活性-鈍態(tài)的微電偶 結(jié)構(gòu)，從而形成晶間腐蝕。而"晶間區(qū)偏析雜質(zhì)或第二相選擇性溶解理論"認(rèn)為晶界上析出 TcMf(FeCr金屬間化合物），或是有雜質(zhì)(如P、Si等)偏析，在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中便會(huì)發(fā)生選擇 性溶解，以致發(fā)生晶間腐蝕。"貧鉻理論"和"晶間區(qū)偏析雜質(zhì)或第二相選擇性溶解理論"不 是互相矛盾的，而是互相補(bǔ)充的。
[0004] 奧氏體不銹鋼由于具有良好的綜合性能，被用來制造電站鍋爐的過熱器和再熱 器。過熱器和再熱器中彎頭數(shù)量較多，按照ASME PG-19標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)變大于15%或高溫應(yīng)變 大于10%的奧氏體鋼制彎頭需要固溶處理，彎頭的固溶處理參數(shù)與原料鋼管相同，通常為 1180°CX20分鐘水冷。
[0005] 冷彎彎頭在固溶處理時(shí)，同一彎頭各區(qū)域因變形量不同，發(fā)生再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力不 同。大于臨界變形度的區(qū)域形成新的不同尺寸的再結(jié)晶晶粒;小于臨界變形度的區(qū)域不發(fā) 生再結(jié)晶，原始晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大。固溶后的彎頭處于局部晶粒均勻，相鄰區(qū)域晶粒尺寸存在較 大差異的混合狀態(tài)。由于晶粒尺寸的變化，固溶后的彎頭是否比直管對(duì)晶間腐蝕敏感，成為 鍋爐制造商和電廠用戶高度關(guān)注的問題。
[0006] 而根據(jù)GB/T4334-2008要求，目前原材料的晶間腐蝕主要針對(duì)直管和板材，選取標(biāo) 準(zhǔn)試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，由于彎頭沒法截取標(biāo)準(zhǔn)試樣，所以目前沒有有效方法對(duì)彎頭的 晶間腐蝕敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0007] 查閱目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料和專利，未見奧氏體不銹鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性 評(píng)價(jià)方法的相關(guān)研究報(bào)道，而奧氏體不銹鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性對(duì)部件的安全使用具有 至關(guān)重要的作用，因此本發(fā)明解決了對(duì)奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)的問題， 對(duì)材料的性能分析工作有著重要的改進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，以解決對(duì) 奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)的問題。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方 法，其特征在于，包括：
[0010] 步驟1、檢測(cè)奧氏體鋼制彎頭固溶處理后各處晶粒尺寸的大小；
[0011] 步驟2、通過對(duì)直管試樣整體熱處理的方式，制造出涵蓋上述奧氏體鋼制彎頭的晶 粒度范圍的模擬試樣；
[0012] 步驟3、用所述的模擬試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，檢測(cè)模擬試樣的晶間腐蝕性能，得 到模擬試樣的晶間腐蝕敏感性；
[0013] 步驟4、通過分析模擬試樣的晶間腐蝕敏感性及其與晶粒尺寸的關(guān)系，確定奧氏體 鋼制彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的步驟2中的直管試樣與奧氏體鋼制彎頭的材料相同。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的步驟4中的奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性的 確定方法為:若直管模擬試樣沒有晶間腐蝕傾向，由奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后也沒有 晶間腐蝕傾向；若直管模擬試樣有晶間腐蝕傾向，由奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后也有晶 間腐蝕傾向。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的步驟1中奧氏體鋼制彎頭固溶處理后各處包括受拉側(cè)、受壓側(cè)和 中性區(qū)域中的至少一處。
[0017] 進(jìn)一步地，所述的步驟3中采用的晶間腐蝕性能檢測(cè)方法為GB/T4334-2008中的E 法不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)方法。
[0018] 進(jìn)一步地，所述的步驟2中的熱處理方法為在1000-1500°C保溫5-30min。
[0019] 本發(fā)明的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法適用于奧氏體不銹鋼制彎 頭。奧氏體鋼制彎頭由于其形狀問題，沒法截取標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)。為了評(píng)價(jià)彎頭 晶間腐蝕敏感性，提高部件可靠性和使用壽命，本發(fā)明提供了一種評(píng)價(jià)彎頭晶間腐蝕敏感 性的試驗(yàn)方法，獲取奧氏體鋼制彎頭對(duì)于晶間腐蝕敏感性數(shù)據(jù)。
[0020] 本發(fā)明依據(jù)的原理為:在相同條件下，晶間腐蝕敏感性與晶間尺寸之間的對(duì)應(yīng)關(guān) 系。目前，針對(duì)這種關(guān)系主要有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)為晶粒尺寸增大，晶界面積減小，晶間腐 蝕速率減小，晶間腐蝕敏感性降低。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，晶粒尺寸增大，晶界總面積減小，單位 面積上析出的M 23C6等類型的碳化物數(shù)量增多，晶間腐蝕敏感性增加?？傊谙嗤臈l件 下，晶間腐蝕敏感性與晶粒尺寸存在相對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0022] 通過本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法可以得到奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，提高 了部件的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為TP347HFG奧氏體不銹鋼彎頭分區(qū)示意圖；
[0024]圖2為1區(qū)中性面處金相組織照片(X100,晶粒度7級(jí)）；
[0025]圖3為9區(qū)外壁處金相組織照片(X100,晶粒度3級(jí)）；
[0026]圖4為13區(qū)內(nèi)壁處金相組織照片(X100,晶粒度7-6級(jí)）；
[0027]圖5為X#中間位置金相組織照片(X100,晶粒度4-5級(jí)）；
[0028]圖6為B#中間位置金相組織照片(X100,晶粒度3-4級(jí)）；
[0029]圖7為熱處理制備的直管試樣的晶間腐蝕結(jié)果圖；圖中，（a)為直管外壁試樣晶間 腐蝕后形貌圖；（b)為直管中間試樣晶間腐蝕后形貌圖；（c)為直管內(nèi)壁試樣晶間腐蝕后形 貌圖；
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0031] 實(shí)施例
[0032] 一種對(duì)于原材料沒有晶間腐蝕傾向的TP347HFG奧氏體不銹鋼彎頭的晶間腐蝕敏 感性的評(píng)價(jià)方法，具體步驟為：
[0033] 1、對(duì)TP347HFG奧氏體不銹鋼彎頭進(jìn)行分區(qū)，如圖1所示，檢測(cè)奧氏體鋼制彎頭固溶 處理后各處晶粒尺寸的大小，如表1所示，其中1區(qū)中性面處金相組織照片如圖2所示，9區(qū)外 壁處金相組織照片如圖3所示，13區(qū)內(nèi)壁處金相組織照片如圖4所示。
[0034]從表1可知，彎頭固溶處理后受拉側(cè)、受壓側(cè)各處晶粒度發(fā)生不同程度的長(zhǎng)大，整 體晶粒度范圍在3~7級(jí)。
[0035]表1模擬彎頭晶粒度測(cè)試結(jié)果
[0037] 2、取與TP347HFG奧氏體不銹鋼彎頭相同材料的直管試樣，通過對(duì)直管試樣整體熱 處理的方式，制造出涵蓋上述奧氏體鋼制彎頭的晶粒度范圍的模擬試樣，采取的熱處理方 案及熱處理后直管試樣的晶粒度如表2所示。
[0038] 表2不同熱處理方案及其結(jié)果
[0041] 從表2可見，表中列出的試樣晶粒度范圍為2~8級(jí)，涵蓋了彎頭固溶處理后各處的 晶粒尺寸。其中X#中間位置金相組織照片如圖5所示，B#中間位置金相組織照片如圖6所示。 [0042] 3、用所述的模擬試樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)晶間腐蝕試驗(yàn)(本試驗(yàn)采用的為GB/T4334-2008中 的E法不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)方法），檢測(cè)模擬試樣的晶間腐蝕性能，得到模擬試樣的 晶間腐蝕敏感性。對(duì)熱處理制備的直管試樣分別取外壁、中間和內(nèi)壁三個(gè)位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)晶 間腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。
[0043] 4、通過分析模擬試樣的晶間腐蝕敏感性及其與晶粒尺寸的關(guān)系，確定奧氏體鋼制 彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性：
[0044] 從圖7可以看出，熱處理制備的直管試樣均沒有晶間腐蝕傾向。總之，可以得到結(jié) 論為：由于直管模擬試樣的晶粒度范圍涵蓋了上述TP347HFG奧氏體不銹鋼彎頭固溶處理以 后的的晶粒度，若直管模擬試樣無(wú)晶間腐蝕傾向，可以用直管模擬試樣表征同批材料所制 彎頭固溶后的晶間腐蝕傾向，即直管模擬試樣沒有晶間腐蝕傾向，由直管彎制的彎頭固溶 處理以后也沒有晶間腐蝕傾向。可見，使用本發(fā)明評(píng)價(jià)方法，可以得到彎頭晶間腐蝕敏感 性，達(dá)到發(fā)明的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括： 步驟1、檢測(cè)奧氏體鋼制彎頭固溶處理后各處晶粒尺寸的大??； 步驟2、通過對(duì)直管試樣整體熱處理的方式，制造出涵蓋上述奧氏體鋼制彎頭的晶粒度 范圍的模擬試樣； 步驟3、用所述的模擬試樣進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，檢測(cè)模擬試樣的晶間腐蝕性能，得到模 擬試樣的晶間腐蝕敏感性； 步驟4、通過分析模擬試樣的晶間腐蝕敏感性及其與晶粒尺寸的關(guān)系，確定奧氏體鋼制 彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性。2. 如權(quán)利要求1所述的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟2中的直管試樣與奧氏體鋼制彎頭的材料相同。3. 如權(quán)利要求1所述的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟4中的奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后的晶間腐蝕敏感性的確定方法為:若直管模擬 試樣沒有晶間腐蝕傾向，由奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后也沒有晶間腐蝕傾向；若直管模 擬試樣有晶間腐蝕傾向，由奧氏體鋼制彎頭固溶處理以后也有晶間腐蝕傾向。4. 如權(quán)利要求1所述的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟1中奧氏體鋼制彎頭固溶處理后各處包括受拉側(cè)、受壓側(cè)和中性區(qū)域中的至少一處。5. 如權(quán)利要求1所述的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟3中采用的晶間腐蝕性能檢測(cè)方法為GB/T4334-2008中的E法不銹鋼硫酸-硫酸銅腐 蝕試驗(yàn)方法。6. 如權(quán)利要求1所述的奧氏體鋼制彎頭晶間腐蝕敏感性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟2中的熱處理方法為在1000-1500°(：保溫5-301^11。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK106053322SQ201610327516
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】李強(qiáng), 王炯祥, 金用強(qiáng), 王建泳
【申請(qǐng)人】上海鍋爐廠有限公司