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烟道内壁用钢大都较厚0.1~80mm,我们与国内外诸多烟道、电厂新建,修复工程有着良好的业务往来
锅炉用材较薄4.0以下经过多年探索研究,国际上普遍认为SA508-3钢是适于制造核用压力容器锻件的材料。但随着反应堆压力容器趋向大型化和一体化,SA508-3钢对特厚截面上组织均匀性和稳定性难以保证。同时根据我国复杂的地理环境,具有更高强塑性和淬透性的承压材料12NiCrMo钢逐步替代SA508-3钢。
12NiCrMo钢渗碳体中Cr含量较高,增大了基体的形变抗力,同时提高了钢淬透性及服役期间的稳定性。科研人员针对承压材料12NiCrMo钢,在Gleeble-1500D热模拟机上采用凝固法在800~1250℃范围内进行高温拉伸试验,通过对抗拉强度、断面收缩率、断口形貌等分析,掌握该材料在高温使用情况下的组织性能变化规律。试验材料为12NiCrMo钢,各种元素成分均在ASMESA-508/SA-508M标准范围内,主要化学成分见表1。轧制后显微组织主要为大量板条状马氏体及贝氏体的混合组织,板条状马氏体沿奥氏体晶界产生,同时由于12NiCrMo钢含有Cr较高,形成细小的Cr-C化合物,形成细小复杂的贝氏体组织,与文献所述基本吻合,测定其硬度为412HV。表1试验用钢的化学成分(质量分数,%)
元素CMnPSCrNiMo
实测0.120.360.00540.00342.403.640.60
ASMESA-508≤0.230.2~0.4≤0.02≤0.0151.5~2.92.8~3.90.4~0.6
根据国标GB/T4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》将12NiCrMo钢加工成Φ10mm×120mm的圆棒试样,轴向垂直于轧制方向进行取样,采用Gleeble-1500D模拟试验机对试样进行试验。将试样水平放置在试验台上,抽真空后进行试验。以10℃/s的速度加热至1250℃并保温3min,使各元素均匀化,之后以3℃/s的冷却速度降到拉伸测试温度(800、900、1000、1100、1150、1180、1200、1220、1230、1250℃),保温3min后,以ε=0.001s-1的形变速率进行拉伸至断裂为止。待拉伸结束后立刻喷水冷却试样,保留断口高温组织状态。在计算断面收缩率及抗拉强度后,对不同温度下水冷断口的硬度进行测定。
耐候板材料在工程领域的应用十分广泛,,近年来我国大部分工程已经延伸到低温和超低温领域,如在我国的东北和新疆等地,冬天温度更可能达到-40℃以下,这就对材料的低温性能提出更高要求。
材能料的性能包括两大类:一是使用性能,二是工艺性能。使用性能主是要指它的力学性能,而工艺性能是指材料的加工性。耐候板材料的力学性能包括以下几个方面:抗拉强度、屈服强度、断面伸长率、断面收缩率、冲击功、硬度等。而随温度的下降,钢的强度、硬度提高,塑性、韧性降低,尤以韧性的下降对材料的影响 。耐候板材料主要低温性能是:
1、拉伸性能
拉伸性能跟耐候板的晶体结构有关。拉伸性能的好坏直接影响着材料抵抗外界变形或断裂的抵抗能力,能反映出材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率及断面收缩率指标,是判断耐候板材料低温性能好坏的重要要依据。
2、冲击韧性
冲击韧性是指在载荷的作用下,材料所具有的抵抗变形和断裂的能力,常用Ak表示。一般可用冲击功的大小来判断材料的冲击性能好坏,冲击功越大,则材料变脆的可能性越小。因此在其他力学性能符合条件的情况下,应尽量考虑提高材料的冲击功。
3、断裂韧性
断裂韧性是指钢材对裂纹扩展的抑制能力,常用KIC表示。耐候板材料的断裂韧性可分为脆性断裂和韧性断裂。通常情况下发生的为韧性断裂,但是当温度降到某一温度(即韧脆转变温度)时,材料能吸收的冲击功逐渐减少,就会由韧性断裂转变为脆性断裂。由于脆性断裂具有突发性,一旦发生将对生产和生活造成不可估量的损失。因此,工件的工作温度都必须在韧脆转变温度以上。韧脆转变温度可通过低温拉伸试验、系列冲击试验和落锤试验等方法确定。
铁路车辆用耐候钢 20*1550*C 09CuPCrNi-A、Q450NQR1 梅钢
耐候板耐热不锈钢(简称耐候板)是奥氏体铬镍不锈钢,钢中Ni、Cr含量高,具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱性能,尤其是耐高温氧化性能非常优异,在核电、航空航天、军工、石油化工等行业均有广泛应用。高温环境中结构材料暴露侵蚀是耐候板失效的主要原因。此前,国内外的研究集中在耐候板热变形、再结晶规律及合金元素对钢抗氧化性能改善和提高方面。实际应用中,耐候板并非在恒温状态下使用,其使用环境长期处于高低温不断变化的状态,会有中间相析出,其氧化铁皮结构及性能也会有所不同。本工作通过高温循环氧化试验进行研究,探讨循环氧化机理。
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09CuPCrNi-A 化学成分及机械性能:C≤0.12% Si:0.25%~0.75% Mn:0.2%~0.5% P:0.07%~0.15%
S≤0.04%Cu:0.25%~0.55% Cr0.30%~1.25% Ni≤0.65% 屈服点MPa不小于343 抗拉强度MPa不小于480 伸长率不小于22%
Q450NQR1 化学成分C:≤0.12 Si:≤0.75 Mn:≤1.5 P:≤0.025 S:≤0.08Cr:≤0.3~1.25 Ni:0.12~0.65 Cu:0.25~0.55
拉伸试验 屈服≤450MPa 抗拉≤550 MPa
产品取自某钢厂生产的耐候板,钢的化学成分(质量分数,%)为:0.067C,24.47Cr,19.14Ni。连铸坯厚度为220mm,热轧产品厚度为6mm,固溶处理后切成30mm×15mm×4mm尺寸试样,研磨并用水砂纸打磨去除表面氧化皮及线切割加工痕迹,乙醇清洗吹干,放入经充分烘烤的坩埚。120℃烘烤1h,冷却后整体称重,放入电阻加热炉进行高温循环氧化实验。实验温度分别为:800、900、1000、1100、1200℃,加热时间分别为20、40、60、80、100、120、140h,循环间隔时间20h。采用SEM、XRD、EDS对高温循环氧化生产物进行分析。实验结果表明:
(1)耐候板高温循环氧化随着温度和时间增加,氧化增重呈现抛物线性规律,60h以内增重明显。
(2)高温循环氧化20h时试样表面有片状Cr2O3生成,随着时间增加,试样表面的片状组织变得粗大、分布密度逐步降低;140h时钢板表面全部被FeO·Cr2O3和MnCr2O4所覆盖。
(3)高温循环表面氧化物分为3层,外层为FeO·Cr2O3和尖晶石结构的MnCr2O4氧化膜,中间层为Cr2O3,内层为SiO2;内层的SiO2薄膜会阻碍氧原子向基体扩散,进一步增强了耐候板的耐氧化性能。
(4)温度在1000℃以下时SiO2氧化膜致密,超过1000℃时致密的SiO2氧化膜会遭到破坏,高温氧化速率增加。耐热不锈钢氧化过程受扩散过程控制,钢的能越大,耐高温氧化性能越好。
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