彭以超
,
张麦仓
,
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
,
真空低压渗碳
,
抗渗碳性
,
氧化膜
,
金属尘化
金沛斌
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沈利民
,
巩建鸣
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李果
,
尤瑛
材料热处理学报
基于已开发的顺次耦合的热应力耦合程序,运用有限元分析软件ABAQUS,对于已存在的结焦层和渗碳层的Cr35Ni45Nb合金乙烯裂解炉管,对其开车升温过程中温度场以及应力场的分布进行了数值分析.讨论了结焦层和渗碳层尺寸、不同升温方式对于炉管力学性能和传热性能的影响.结果表明:随着结焦层和渗碳层的厚度的增加,导致了炉管传热性能的加速下降.应力在结焦层、渗碳层和金属基体的界面处发生了突变的现象,其中产生的最大环向应力位于炉管的内壁,最小环向应力位于炉管的外壁,而且这种分布并不会随着炉管服役时间的增长而得到改变.
关键词:
Cr35Ni45Nb合金
,
渗碳
,
结焦
,
乙烯裂解炉
,
热应力
