Page 88 - 理化检验-物理分册2022年第六期

张赞赞, 等: 超高压锅炉再热器集箱及疏水孔内壁裂纹形成原因

分布着长短不一的裂纹, 长度普遍小于 1mm , 部分 表 1 试样 C 的化学成分 %

裂纹长度超过 5 mm , 最长的两条裂纹分别编号为 质量分数
元素
1 , 2 , 试样 C 的轴向切面宏观形貌如图 6 所示。 C Si Mn Cr Mo V Fe
试样第 1 点实测值 0.150 0.294 0.548 1.105 0.322 0.224 余量
试样第 2 点实测值 0.137 0.290 0.543 1.094 0.315 0.223 余量
试样第 3 点实测值 0.141 0.288 0.542 1.091 0.313 0.222 余量

0.08~0.17~0.40~0.90~0.25~0.15~
标准值 余量
0.15 0.37 0.70 1.20 0.35 0.30
1.3 金相检验

依据 GB / T13298 — 2015 《 金属显微组织检验

方法》 对试样轴向切面打磨、 抛光后进行金相检验。
图 6 试样 C 的轴向切面宏观形貌
根据 DL / T773 — 2016 《 火电厂用 12Cr1MOV 钢球
1.2 化学成分分析 化评级标准》 对试样进行球化评级, 试样正常区域组
采用 GS1000-Ⅱ 型真空直读光谱仪对试样 C 进
织为铁素体 + 珠光体, 3 级球化, 符合使用要求。编
行化学成分分析, 对轴向切面随机选择 3 个位置进
号为 1 , 2 的裂纹起源于母管内壁, 并垂直于管壁由
行分析, 结果如表 1 所示。由表 1 可以看出, 试样 C
内向外扩展, 裂纹开口较大, 裂纹扩展前沿形状圆钝

的化学成分符合标准 GB / T5310 — 2017 《 高压锅炉

且贯穿晶粒。主裂纹上伴有大量二次裂纹, 均为穿
用无缝钢管》 关于 12Cr1MoVG 钢的相关要求。
晶扩展, 裂纹尖端的微观形貌如图 7 所示。

图 7 裂纹尖端微观形貌
1.4 显微硬度测试 《 火力发电厂金属技术监督规程》 相关规定。
采用 PTI-3000D 型智能数字化显微硬度 测试 1.5 扫描电镜及能谱分析
仪检测试样表面的显微硬度, 检测点位于试样 C 轴 选取靠近 2 号裂纹尖端和裂纹根部的两处位置

向切面的中间位置, 每个测点间距为 0.5mm , 一共 进行扫描电镜观察和能谱分析, 结果如图 8 和表 2
测试了 20 个点, 将硬度测试结果换算成布氏硬度, 所示, 可以看出在裂纹缝隙中充满了黑色物质。裂
结果分别为 160 , 162 , 161 , 158 , 159 , 157 , 159 , 160 , 纹中的填充物主要是铁的氧化物, 部分位置含有少
155 , 157 , 156 , 158 , 160 , 158 , 159 , 162 , 157 , 158 , 161 , 量的铬元素。结合裂纹形态可知裂纹扩展速度较
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160HB , 试 样 的 平 均 硬 度 符 合 DL / T 438 — 2016 慢, 存在长期氧化情况, 从而表现出热疲劳特征 。

图 8 2 号裂纹尖端和根部能谱分析位置

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