彭以超
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张麦仓
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杜晨阳
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董建新
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00271
采用乙炔真空渗碳方式对服役6a的乙烯裂解炉管合金Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理,并利用SEM,XRD及定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行系统研究.结果表明,炉管内表面形成了较厚的Cr2O3/SiO2复合氧化层.复合氧化层表现出良好的抗腐蚀能力,是阻止C渗入炉管内部的有效障碍.材料的抗渗碳能力主要取决于表层Cr2O3的连续性、致密性和亚表层SiO2的稳定性.在低氧分压且具有还原性的气氛中,表层的Cr2O3层逐渐碳化为Cr3C2,并且Cr3C2逐渐剥离和脱落,使得保护性Cr2O3膜的抗渗碳能力逐渐减弱甚至消失.亚表层的SiO2虽具有优良的热力学稳定性,但Si较低的活度使得SiO2层不够连续,仍有部分C从氧化层空隙间渗入.当移除该复合氧化层或者渗碳时间足够长使得复合氧化层抗渗碳能力急剧减弱时,炉管材料内部由于发生严重的内部渗碳使得组织结构发生了显著变化:枝晶间碳化物严重合并和粗化,并原位发生由M23C6到M7C3的转变,同时在碳化物内部析出类似于离异共析状的蠕虫状y相.距表面越近,C活度越高,导致在约0.5 mm深的范围内发生以大量石墨析出为特征的金属尘化现象.碳化物的严重合并粗化以及金属尘化现象会造成炉管组织的严重弱化、宏观裂纹的产生以及炉管服役寿命的降低
关键词:
Cr35Ni45Nb合金
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真空低压渗碳
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抗渗碳性
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氧化膜
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金属尘化
彭以超
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楼玉民
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许好好
材料热处理学报
采用乙炔真空渗碳方式对未服役和服役5年的乙烯裂解炉管耐热钢HP40Nb进行了加速渗碳处理,并利用SEM和定量电子探针对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为进行了系统分析.结果表明,未服役HP40Nb炉管内壁在渗碳前分布在晶界上的主要是以M7C3和NbC为主的链状一次碳化物.真空渗碳之后,强烈渗碳区域的碳化物形貌随着深度增加发生较大的变化,碳化物种类随深度增加也逐渐发生由M3C2、M7C3到M23C6的转变.渗碳造成表面硬度升高,脆性增加.服役态HP40Nb炉管的内壁横截面分为表面的氧化层、亚表层的贫碳化物区和内部的渗碳区3个区域,表面氧化层区又可以分为Cr2O3和SiO2两个区域.表面氧化层对于抗渗碳性能具有较大的影响.Cr2O3具有一定的抗渗碳能力,但在高碳活度下较长时间后Cr2O3会逐渐不稳定发生碳化.晶间氧化区主要以SiO2为主,SiO2在高碳活度下比较稳定,难以碳化,因而造成渗碳速率下降.
关键词:
HP40Nb
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乙烯裂解管
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真空渗碳
,
抗渗碳性
