Page 91 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

谭晓蒙, 等: 高温过热器 TP347H 钢管焊接接头开裂原因

均可以观察到短棒状和连续颗粒状析出相, 其成分 主要优先在晶界上析出并聚集长大, 会影响
M 23 C 6
(
主要 元 素 为 Cr 、 Fe , 应 为 M 23 C 6 M 为 Cr 、 Fe ), 到材料的韧性 [ 3-5 ] 。

图 4 晶界附近碳化物 SEM 形貌及其能谱分析位置
表 2 晶界附近碳化物能谱分析结果 % 1.6 双环电化学动电位再活化法( DL-EPR ) 试验
能谱分析 质量分数 对开 裂 的 TP347H 钢 管 取 样 并 进 行 DL-EPR
位置 C Cr Ni Nb Fe Mn 试验, 检测其晶间腐蚀敏感性, 在钢管管壁上使用线
切割方式切取试样, 试样工 作 面 积 为 1cm , 依 据

2
1 6.76 7.01 2.66 60.22 23.34 -

GB / T29088 — 2012 《 金属和合金的腐蚀 双环电化

2 7.11 31.03 5.92 - 52.69 3.26

3 8.81 35.56 6.90 - 48.73 - 学动电位 再 活 化 测 量 方 法》, 在 PINE WaveDriver
200 型电化学工作站上进行 DL-EPR 试验, 使用三
1.5 力学性能测试 电极系统, 参比电极为饱和甘汞电极, 辅助电极为铂
对高温过热器 TP347H 钢管进行力学 性能测
网 电 极,试 验 溶 液 为 0.50 mol / L H 2 SO 4 +

试, 结果如表 3 所示, 可见其力学性能均符合 GB / T
0.01mol / LKSCN , 试 验 时 由 -400 mV 扫 描 至
5310 — 2017 的要求。 600mV , 再由 600mV 反扫描至 -400mV , 扫描速

表 3 开裂高温过热器 TP347H 钢管力学性能测试结果 率为 1.67mV / s 。试验结束后, 将试样用酒精擦拭
项目 抗拉强度 / MPa 屈服强度 / MPa 断后伸长率 / % 干净, 再使用 SEM 观察其形貌, DL-EPR 试验结果
及试样的 SEM 形貌如图 5 所示, 可见试样再活化
实测值 1 681 359 42
率为 3.8% , 表明试样有轻微晶间腐蚀倾向, 其 SEM
实测值 2 667 347 42
标准值 ≥520 ≥205 ≥35 形貌无明显腐蚀沟槽, 仅能观察到少量腐蚀孔洞, 这
些腐蚀孔洞独立分布并未相连。

图 5 DL-EPR 试验结果及试样的 SEM 形貌
头周边管材升温至敏化温度区间内, 促使管壁发生晶
2 综合分析
间腐蚀, 在晶界上析出 M 23 C 6 M 为 Fe , Cr ) 型富铬碳
(
TP347H 为奥氏体不锈钢, 元素 Nb 会优先与 C 化物, 这种沿晶界析出的铬的碳化物导致其周围基体
元素结合成为 NbC , NbN 的析出相, 该析出相颗粒尺 中的铬含量降低, 形成“ 贫铬区” [ 6-7 ] 。这些 M 23 C 6 析
寸细小, 弥散地分布在晶内, 能弥散强化材料强度。 出相会有限析出在晶界上, 使晶界产生一定程度的脆
在定位块焊接过程中, 焊接产生的循环热会使焊接接 化。定位块焊缝较短, 焊接热输入也较低, 仅能影响
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