Page 91 - 理化检验-物理分册2021年第四期

李 根, 等: 余热锅炉高压过热器取样管开裂原因

1.4 微观分析 第二相。由于 07Cr19Ni10 不锈钢未添加铌或钛等

采用扫描电镜( SEM ) 对图 2c ) 的断面进行观 稳定化 元 素, 属 于 非 稳 定 化 奥 氏 体 不 锈 钢。 根 据

察, 如图 3 所示。断面处晶粒呈冰糖块状, 为典型的 DL / T1422 — 2015 《 18Cr-8Ni系列奥氏体不锈钢锅
脆性沿晶断裂特征 [ 3 ] 。由于沿晶断口上未见“ 鸡爪 炉管显微组织老化评级标准》 要求, 该不锈钢管老化
痕”, 且取样管在工况为非富氢环境下运行多年, 可 级别为 3 级, 属于中度老化。
排除由氢脆导致的开裂 [ 4-5 ] 。

图 5 取样管显微组织形貌

图 3 断面微观形貌 Fi g 5 Microstructuremor p holo gy ofthesam p lin gp i p e

Fi g 3 Micromor p holo gy ofthefracturesurface 使用扫描电镜观察上述取样管试样。如图 6 区
对断面晶界处进行能谱( EDS ) 分析, 如图 4 所 域 1 所示, 在样品制备过程中, 沿晶界析出的富铬第
示。与非断裂处管截面化学成分( 表 1 ) 相比较, 断 二相发生脱落, 在晶界上留下断续的凹坑。对三叉
面晶界处磷元素含量最高达到 2.79% ( 质量分数), 晶界区域 2 和晶体内区域 3 进行 EDS 分析, 结果见

可知有含磷元素化合物在晶间聚集。 表 3 。晶界区域铬、 碳、 磷等元素含量均高于晶体内
型富铬第二相沿晶
部元素含量。可推测如 M 23 C 6
界析出 [ 7-8 ] 。同时, 磷元素在晶界上发生了偏聚 [ 9 ] 。

图 6 取样管试样的 SEM 形貌

Fi g 6 SEMsam p lin gp i p eofthesam p lin gp i p esam p le
表 3 取样管试样的化学成分( 质量分数)

Tab 3 Chemicalcom p ositionsofthesam p lin gp i p e

sam p le massfraction %
图 4 断截面处 EDS分析位置及 EDS谱 元素 C O p Cr Ni Fe Mn

Fi g 4 Thea EDSanal y sis p ositionand 区域 2 10.12 6.35 0.86 22.30 6.57 52.78 1.02

b EDSs p ectrumatcrosssection
区域 3 4.72 2.89 - 17.96 7.76 65.61 1.06
1.5 金相检验
在取样管垂直于断口截面方向上进行切 割取
2 分析与讨论
样, 经打磨、 抛光、 浸蚀后, 置于金相显微镜下观察,
如图 5 所示, 其显微组织为晶内存在少量第二相的 根据高压过热器取样管的宏观形态可猜测, 由
奥氏体 [ 6 ] 。靠近断口处裂纹沿晶界扩展, 其他区域 于基建安装过程中管子预留长度存在偏差, 导致取
组织内未见细小裂纹。晶界附近第二相开始发生偏 样管与母管焊接过程中存在强力对口现象, 使得取
聚, 一些已经呈链状分布, 部分三叉晶界处存在粗大 样管弯头处存在一个斜向上的拉应力。再加上取样
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