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新型USC锅炉管用CHDG-A06合金化学成分热处理工艺
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-09-24
基于改善锅炉管材的晶间腐蚀敏感性，为提高锅炉管材的蠕变强度和耐高温氧化性，自行设计研究了新型USC锅炉管材—CHDG-A06合金，并对该合金与S30432不锈钢的显微结构及晶间腐蚀敏感性进行了分析和讨论。
锅炉管材的晶间腐蚀失效始终制约着USC火电技术的发展，能否研制具有综合力学性能优、高温耐蚀性好、持久强度高的管材，决定着我国未来USC火电技术的发展。目前，S30432不锈钢是超超临界锅炉过热器的首选材料，Cu、N和Nb元素的复合加入，提高了该材料的高温强度和蠕变强度，而有关人员发现其存在较高的晶间腐蚀敏感性。本课题基于改善锅炉管材的晶间腐蚀敏感性，为提高锅炉管材的蠕变强度和耐高温氧化性，自行设计研究了新型USC锅炉管材—CHDG-A06合金，并对该合金与S30432不锈钢的显微结构及晶间腐蚀敏感性进行了分析和讨论。
本研究采用的S30432不锈钢由上海艾荔艾金属材料有限公司提供，CHDG-A06合金为自行设计研发的新型锅炉管材，两种管材的化学成分见表1。从直径为Φ110mm的热轧圆钢截面中部沿纵向制取试样，尺寸为10mm×4mm×30mm。根据ASME中规定的S30432不锈钢的固溶温度（≥1100℃）和国标规定的晶间腐蚀敏化温度（650℃），制定了表2所示热处理工艺。
表1 CHDG-A06合金和S30432不锈钢的化学成分（质量分数，%）
| 材料
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C
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Mn
|
Cr
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Ni
|
Nb
|
N
|
其他
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| CHDG-A06
|
0.015
|
0.794
|
18.64
|
9.83
|
0.349
|
0.272
|
2.54Cu
|
| S30432
|
0.086
|
0.725
|
18.50
|
9.59
|
0.603
|
0.117
|
3.03Cu、0.247Mo
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表2 热处理工艺
| 工艺号
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热处理工艺参数
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| 1
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固溶处理1150℃×8min×WQ
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| 2
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固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×1h×AC
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| 3
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固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×2h×AC
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| 4
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固溶处理1150℃×8min×WQ+敏化处理650℃×3h×AC
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| 注：WQ—水淬，AC—空冷
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采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）分析了经650℃敏化处理的CHDG-A06合金和S30432不锈钢的微观组织，并通过晶间腐蚀试验评价了两种不锈钢的晶间腐蚀敏感性。结果表明：
（1）CHDG-A06合金的晶间腐蚀敏化性比S30432不锈钢低，具有优良的耐晶间腐蚀性能。
（2）N元素的加入不仅起到固溶强化、稳定奥氏体组织的作用，还促进了Nb（C，N）相的弥散析出，减弱了由于Nb（C，N）以条块状析出对高温蠕变强度产生的不良影响，提高了Nb的沉淀强化和细晶优化作用。因此，CHDG-A06合金具有优良的综合力学性能和高温蠕变性能。
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