S30432奧氏體耐磨板高溫應(yīng)力時效后的馬氏體組織

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

  實(shí)驗(yàn)材料為標(biāo)準(zhǔn)熱處理制成的S30432耐磨板卷管(規(guī)格為Φ44.5mm×9mm),樣品的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)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。時效樣品為某臺1000MW鍋爐高溫過熱器管,時效長達(dá)1.9×104h,時效管內(nèi)蒸汽的溫度和壓力分別為650℃和51MPa。

  用Smartlab型高分辨X射線衍射儀(XRD)確認(rèn)新樣品和高溫時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(qū)成分分析,用AztecEDS+EBSD型電子背散衍射技術(shù)(EBSD)進(jìn)行相結(jié)構(gòu)分析和定量,用VersaLab型綜合物性測量系統(tǒng)(VSM)進(jìn)行磁學(xué)參數(shù)測量,高溫時效樣品的碳化物萃取采用電解法。

  結(jié)果表明:

  (1)S30432奧氏體耐磨板經(jīng)650℃/51MPa/1.9萬小時時效后,組織中出現(xiàn)了α'-馬氏體,位于貧鉻區(qū)內(nèi)的緊鄰晶界區(qū),亞結(jié)構(gòu)為高密度位錯。
  (2)S30432高溫應(yīng)力時效樣品緊鄰晶界區(qū)鉻元素的貧化誘發(fā)了馬氏體相變。
  (3)S30432高溫應(yīng)力時效樣品中的碳化物具有磁性,為0.234emu/g(外加磁場強(qiáng)度1000Oe時);馬氏體和碳化物共同引起了高溫時效S30432出現(xiàn)磁性,其中前者占主要部分。