Page 43 - 理化检验-物理分册2022年第六期
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封小亮, 等: 基于矫顽力的 T91 钢老化评价方法


            1.2  试验方法                                          和维氏硬度试验, 研究钢管老化过程中材料矫顽力
                 采用矫顽力对钢管进行表征, 矫顽力属于材料                         的变化规律。
            磁滞特征参数。铁磁性材料磁感应强度 B 的变化                           1.3  金相检验
            总是滞后于磁场强度 H 的变化, 这种现象称为磁                               分别 对 失 效 T91 钢 管 的 爆 口 位 置、 距 爆 口

            滞, 其表征了铁磁性物质反复磁 化过程中 B 与 H                        100mm 位置( 上端侧)、 端部位置( 上端侧) 及定期
            之间的关系。当 H 减小为 0 时, B 并不为 0 , 而等                    检验的 T91 割管试样的横截面进行环向取样, 打磨
                                。要使 B 减为 0 , 必须加一反             抛光后采用 Axiovert200MAT 型光学显微镜进行

            于剩余磁感应强度 B r
                                                时, H 才为        显微组织分析。
            向磁化场, 而当反向磁化场加强到 -H c

                        称为矫顽力。                                     材料老化评级参考标准 DL / T884 — 2019 《 火
            零, 此时 H c
                 基于材料磁滞行为的矫顽力对材料显微组织演                          电厂金相检验与评定技术导则》, 试样的金相检验结
            变、 材料损伤与应力等具有高度敏感性和较强的抗                            果表明: 失 效 的 T91 钢 管 材 料 均 为 回 火 马 氏 体 组
            干扰能力, 主要应用于铁磁性分析试样中, 尤其对存                          织, 钢管向火面老化程度明显高于背火面, 其中爆口
            在严重老化或应力敏感区材料的筛查。测量矫顽力                             位置向火面老化级别达 5.0 级; 管样上端背火面老
            的方法快速、 方便, 现场环境适应能力强, 通过更换                         化级别仅为3.0级; 在各个试样的其他位置观察到老
            CMP-10 / 30 两种不同规格的探头, 可满足最大壁厚                     化级别为4.5 , 4.0 , 3.5 级; 观察定期检验割管试样, 其

            或厚度为 30mm 的钢管或钢板等的测试要求。笔                           材料为回火马氏体组织, 晶粒度与失效的 T91钢管晶
            者采用 MC-WF-04 型磁滞无损检测设备对失效的                         粒度基本保持一致, 材料老化级别为 2.5 级。 T91 钢
            T91钢管进行磁性矫顽力测量, 结合显微组织分析                           管在不同老化级别下的显微组织形貌如图2所示。





























                                           图 2 T91 钢管在不同老化级别下的显微组织形貌
            1.4  维氏硬度试验                                        下限值; 当老化级别达 4.5 级时, 维氏硬度明显低于

                 依据 GB / T4340.1 — 2009 《 金属维氏硬度试验             标准的下限值, 力学性能呈现出明显劣化。

            第 1 部分: 试验方法》, 采用 Durascan-70 型维氏硬                1.5  矫顽力测量
            度计对显微组织老化级别为 2.5~5.0 级的钢管位                             采用 MC-WF-04 型磁滞无损检测设备对显微
            置进行硬度试验, 结果如表 1 所示。随着钢管老化                          组织老化级别为 2.5~5.0 级的钢管位置进行矫顽
            级别逐渐增加, 材料维氏硬度检测结果逐渐递减; 当                          力测量, 测 量 结 果 如 表 1 所 示。 对 于 老 化 级 别 为

            老化级别接近4.0 级时, 维氏硬度接近 DL / T438 —                  2.5~5.0 级的钢管位置, 随着钢管老化级别逐渐增
            2016 《 火力发电厂金属技术监督规程》 附录 C 中的                      加, 材料的矫顽力逐渐递增。




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