奧氏體耐磨板具有高熱強(qiáng)性和抗氧化性,廣泛用于超過(guò)600℃的鍋爐過(guò)熱器和再熱器高溫段,最高使用溫度可達(dá)760℃,耐磨板的使用,在一定程度上解決了因爐膛煙氣溫差大而引起的超溫爆管,明顯提高了鍋爐運(yùn)行的安全性。但耐磨板在長(zhǎng)期高溫運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致材料老化。因此,研究奧氏體耐磨板鋼在高溫條件下運(yùn)行時(shí)的組織轉(zhuǎn)變及其影響因素,對(duì)于合理安排材料的運(yùn)行時(shí)間、在線監(jiān)督管道的損傷程度及對(duì)材料本身進(jìn)行改進(jìn)等方面具有重要意義。為此,通過(guò)高溫時(shí)效模擬試驗(yàn),研究時(shí)效溫度和時(shí)間對(duì)耐磨板組織與析出相的影響,為耐磨板的安全服役提供參考。
材料供貨狀態(tài)為經(jīng)固溶處理,即1060~1070℃保溫15~30min后空冷或者風(fēng)冷,組織為單相奧氏體。本試驗(yàn)通過(guò)提高溫度加速耐磨板的老化,時(shí)效溫度為650、700和750℃,時(shí)效時(shí)間分別為30、60和150d,通過(guò)時(shí)效模擬研究耐磨板在長(zhǎng)期運(yùn)行中的組織變化特征。
高溫時(shí)效模擬試樣及原始試樣經(jīng)磨制、拋光、王水腐蝕后,利用光學(xué)顯微鏡觀察晶粒大小,采用QUANTA 400掃描電鏡進(jìn)行組織分析,借以觀察試樣組織形態(tài),并用Image-Pro Plus軟件對(duì)顯微組織定量分析,對(duì)比析出相的分布及特征,利用SEM附帶的能譜儀進(jìn)行成分分析。利用堿性高錳酸鉀溶液腐蝕試樣,通過(guò)觀察金相顯微鏡下試樣表面是否出現(xiàn)橘紅色斑,來(lái)確定耐磨板時(shí)效后σ相的存在。研究結(jié)果表明:
(1)耐磨板原始組織為奧氏體,孿晶界清晰可見(jiàn);高溫時(shí)效后晶粒尺寸逐漸增大,晶界粗化,孿晶減少,異常長(zhǎng)大晶粒增多。
(2)耐磨板在650、700和750℃時(shí)效過(guò)程中,析出相總量隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈冪函數(shù)增長(zhǎng),析出相面積分?jǐn)?shù)即析出相總量分別符合函數(shù)S650=0.084t0.454、S700=0.281t0.327、S750=0.313t0.338。
?。?)耐磨板在650、700℃分別時(shí)效30d后,析出相主要為碳化物,時(shí)效60d后析出相除碳化物外還有極少量σ相,主要成分為Fe、Cr;在750℃時(shí)效30d后,析出相數(shù)量增加顯著,主要為碳化物,且有少量σ相。