S30432奧氏體耐磨板高溫應力時(shí)效后的馬氏體組織

  ASMESA213S30432鋼是由日本住友金屬株式會(huì )社和三菱重工在TP304H的基礎上降Mn加銅、鈮和氮得到的一種抗氧化和強度等級更高的奧氏體耐磨板,是制造超超臨界鍋爐過(guò)熱器和再熱器管的首選材料之一,并在USC機組得到大量的應用。本工作對S30432奧氏體耐磨板高溫應力時(shí)效后相變生成馬氏體的類(lèi)型、形態(tài)、分布、數量進(jìn)行實(shí)驗研究,分析馬氏體組織對S30432鋼磁性的影響。

  實(shí)驗材料為標準熱處理制成的S30432耐磨板卷管(規格為Φ44.5mm×9mm),樣品的化學(xué)成分(質(zhì)量分數,%)為:C0.09,Si0.27,Mn0.82,S0.0005,P0.009,Cr18.57,Ni8.60,N0.07,Nb0.38,Al0.013,B0.014,Cu2.78。時(shí)效樣品為某臺1000MW鍋爐高溫過(guò)熱器管,時(shí)效長(cháng)達1.9×104h,時(shí)效管內蒸汽的溫度和壓力分別為650℃和51MPa。

  用Smartlab型高分辨X射線(xiàn)衍射儀(XRD)確認新樣品和高溫時(shí)效樣品中是否存在馬氏體相并用K值法進(jìn)行半定量分析,用Quanta400HV型掃描電鏡(SEM)和JEM2010型透射電鏡(TEM)進(jìn)行形態(tài)觀(guān)察,用TEM進(jìn)行電子衍射分析確定馬氏體相,用TEM帶的能譜儀(EDS)進(jìn)行微區成分分析,用AztecEDS+EBSD型電子背散衍射技術(shù)(EBSD)進(jìn)行相結構分析和定量,用VersaLab型綜合物性測量系統(VSM)進(jìn)行磁學(xué)參數測量,高溫時(shí)效樣品的碳化物萃取采用電解法。

  結果表明:

 ?。?)S30432奧氏體耐磨板經(jīng)650℃/51MPa/1.9萬(wàn)小時(shí)時(shí)效后,組織中出現了α'-馬氏體,位于貧鉻區內的緊鄰晶界區,亞結構為高密度位錯。
 ?。?)S30432高溫應力時(shí)效樣品緊鄰晶界區鉻元素的貧化誘發(fā)了馬氏體相變。
 ?。?)S30432高溫應力時(shí)效樣品中的碳化物具有磁性,為0.234emu/g(外加磁場(chǎng)強度1000Oe時(shí));馬氏體和碳化物共同引起了高溫時(shí)效S30432出現磁性,其中前者占主要部分。