Page 85 - 理化检验-物理分册2023年第八期

蒙殿武, 等: 超超临界机组屏式过热器爆管原因

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表2 1 试样和2 试样的维氏硬度测试结果
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项目 硬度 / HV 硬度 / HV0.2 硬度 / HV0.01

ASMESA-213 / SA-
≤230 — —
213M — 2019标准值

DL / T438 — 2016标准值153~230 — —
1 裂纹附近实测值 — 231 , 241 , 237 —
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1 裂纹背面实测值 — 2 15 , 219 , 214 —
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1 析出相实测值 — — 354 , 321 , 367
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1 非析出相实测值 — — 267 , 271 , 280
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2 裂纹附近实测值 — 231 , 242 , 254 —
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2 裂纹背面实测值 — 2 27 , 220 , 226 —
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2 析出相实测值 — — 318 , 325 , 330
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2 非析出相实测值 — — 285 , 283 , 269
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图3a ) 为试样在抛光态下的形貌, 裂纹表面开口较 图4 1 试样微观形貌
宽, 尖端较窄, 其形状蜿蜒曲折, 存在多条分支, 周围 依据晶界白亮色析出相的形态、 分布及颜色, 初步推

存在氧化现象。试样内部多处存在孔洞和微裂纹, 断其为σ相, 其平均长度约为 4 μ m , 在爆口附近 σ

均分布在晶界处, 还有大量白亮色的块状或长条状 相发生了明显长大, 平均长度约为8 μ m , 且在爆口
析出相, 呈串状沿着晶界分布, 孔洞和微裂纹存在于 附近, 白亮色析出相周围存在孔洞[ 见图4b )]。
大块状析出相周围, 并沿着晶界扩展, 内部微裂纹还 1.5 SEM 和能谱分析
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未与外表面裂纹连通[ 见图3b )]。 将1 试样置于SEM 下观察, 结果如图5所示,
由图5可知: 晶界存在很多块状、 长条状析出相, 晶
粒内弥散析出颗粒状第二相, 大块状析出相周围存
在孔洞, 个别块状析出相边界有断续状微裂纹。

图3 3 试样横截面微裂纹微观形貌
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对1 试样不同位置进行金相检验, 结果如图4
所示。由图4可知: 断口处有一层氧化皮, 爆口边缘
和爆口附近晶界上析出相粗化且连成串状, 说明该

处发生老化。根据 DL / T1422 — 2015 《 18Cr-8Ni 系
列奥氏体不锈钢锅炉管显微组织老化评级标准》, 爆
口附近组织老化级别为5级, 为完全老化, 爆口对侧
组织老化级别为4.5级, 为重度老化。
1 试样中沿着晶界都分布着跟3 试样一样的
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白亮色块状或长条状析出相, 爆口附近白亮色块状
析出物最多, 尺寸最大, 沿着周向白亮色析出物逐渐
变小、 变短、 变少。奥氏体不锈钢中常见析出相包括
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、
M 23 C 6 MX 和 Z 相等碳氮化物, 以及 σ相和 Laves 图5 1 试样SEM 形貌
相等金属间化合物 [ 5 ] 。在对奥氏体不锈钢进行常规 对图5中的大块状析出相进行能谱分析, 结果
处理后, σ 相 与 Laves 相 并 不 常 见, 对 于 传 统 的 如表3 所示, 可知爆管试样晶界出现的析出相为
304H 钢, 仅在高温长时间使用后才会出现 σ 相。 Fe-Cr相, 推测可能为σ相, 还有富 Cu相, 与金相检
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