Page 69 - 理化检验-物理分册2018第四期

王 勇: 垃圾焚烧炉高铬白口铸铁炉排片腐蚀穿孔失效分析

１．２ 化学成分分析
依据 DL / T９９１－２００６ « 电力设备金属光谱技
术导则», 使用 BelecS３００ 型火花直读光谱仪对失
效炉排片进行化学成分分析, 结果如表 １ 所示.从
合金成分来看, 失效炉排片材料应为高铬白口铸铁.
１．３ 金相检验
根据 GB / T１３２９８－２０１５ « 金属显微组织检验
方法» 分别在失效炉排片穿孔处和远离穿孔处切取
图 １ 失效炉排片表面宏观形貌 金相试样, 经磨制、 抛光和 FeCl ３ 盐酸溶液侵蚀后在
Fi g 敭１ Macroa pp earanceofthefailure g rate p latesurface
CarlZeissAxioObserverA１m 型金相显微镜下观察.
表 １ 失效炉排片化学成分( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionsofthefailure g rate p late massfraction ％
项目 C Si Mn P S Cu Al Cr Mo Ni V Ti Nb Co W Sn Fe
实测值 １．６ ２．２ ０．７ ０．０３ ０．０３ ０．０８ ０．０２７ １７．８ ０．０８ ０．２５ ０．０９３ ０．００２ ０．００２ ０．０２２ ０．０１７ ０．００６ ７７．１１
标准量 ２．０~３．６ ≤１．２ ≤２．０ ≤０．６０ ≤０．６０ ≤１．２０ － １４．０~１８．０ ≤３．００ ≤２．５０ － － － － － － －

图 ２ 为失效炉排片穿孔处的显微组织形貌, 可 孔处基体显微组织为珠光体、 马氏体和残余奥氏体,
见外壁有厚约 ０．９１ mm 的腐蚀层.失效炉排片穿 其上分布着共晶莱氏体及碳化物, 部分马氏体已自
回火.
图 ３ 为失效炉排片远离穿孔处的显微组织形
貌, 可见外壁有厚约 ０．１６mm 的腐蚀层.失效炉排
片远离穿孔处基体显微组织为珠光体、 马氏体和残
余奥氏体, 其上分布着共晶莱氏体及碳化物, 部分马

氏体已自回火.
高铬白口铸铁的铸态组织通常是由细珠光体、
马氏体和残余奥氏体组成的, 且以马氏体和残余奥
氏体二相占多数.高铬白口铸铁组织的分布特征可
总结为晶粒边缘被共晶碳化物包围, 边缘处显微组
织为细珠光体( 黑灰色), 向内为马氏体和残余奥氏
体, 且越接近心部, 残余奥氏体便越多( 色泽由灰色
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逐渐变成灰白色) .
比较图 ２ 和图 ３ 的显微组织形貌可见, 图 ２ 穿
孔处显微组织中边缘珠光体区域较多, 晶粒色泽较
深, 向内的马氏体和残余奥氏体组织则较少, 说明穿
孔处显微组织相对于远离穿孔处的老化更严重, 而
远离穿孔处显微组织更加接近正常高铬白口铸铁的
铸态组织.
图４和图５分别为失效炉排片穿孔处组织的背
散射电子像以及能谱线扫描结果, 图６为远离穿孔处
组织背散射电子像能谱线扫描结果.由图 ４~６ 可
图 ２ 失效炉排片穿孔处显微组织形貌 见, 晶界处的铬、 碳含量比晶内的要高, 说明铬元素在
Fi g 敭２ Microstructuremor p holo gy of p erforationp ositionofthefailure .铬元
晶界处富集并生成铬的碳化物, 可能是 Cr ２３C ６
g rate p late a surfacecorrosionla y er ５０× b matrix 素的偏析一方面使得晶界与晶内形成原电池, 加速了
microstructure １００× c matrixmicrostructure ５００×
组织在高温环境下的腐蚀行为; 另一方面使得金属材
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