彭以超
,
张麦仓
,
肖将楚
,
杜晨阳
,
董建新
材料热处理学报
采用真空渗碳方式对服役2.5年的乙烯裂解炉管钢Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理,并进行了一系列的高温(1080℃)持久试验;分析了合金在接近实际服役温度下的渗碳特性和持久试验中合金内氧化与蠕变交互作用所引起的材料组织转变、空洞萌生及裂纹形核扩展等规律,重点讨论了渗碳对于合金高温持久寿命的影响机理.结果表明:在高温应力及渗碳因素的叠加条件下,Cr35Ni45Nb炉管近表面碳化物-基体相界面发生内氧化,造成低应力下较易形成空洞和裂纹,而且,裂纹更容易在柱状晶区枝晶间萌生扩展.渗碳时间越久,渗碳层深度越大,Cr35Ni45Nb钢炉管的持久寿命越长.主要原因在于,渗碳造成枝晶间或晶界碳化物增多,降低了合金的蠕变速率,延长了持久寿命;同时,渗碳过程形成的相当于合金内部摩擦力的渗碳应力也部分抵消了外部应力的作用.此外,尽管渗碳强化Cr35Ni45Nb耐热钢,但降低了其高温塑性,同时也会与服役环境下温差热应力及热疲劳损伤等发生交互作用,导致实际服役炉管的早期失效.
关键词:
真空渗碳
,
Cr35Ni45
,
高温持久寿命
,
内氧化
彭以超
,
楼玉民
,
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
,
乙烯裂解管
,
真空渗碳
,
抗渗碳性
