Page 58 - 理化检验-物理分册2024年第十二期

王光乐，等：高温应力下TP347HFG钢的组织

应力水平的持久强度试验，控温精度和温度梯度均 微镜和透射电镜观察供货态和持久断裂试样的组
不大于±3 ℃， 试验机的载荷精度为±1.0%。供 织结构，用X射线能谱仪对试样进行成分分析，用
货态TP347HFG钢管试样的化学成分如表 1 所 维氏硬度计测试试样的硬度，试验载荷为 10 kgf
示，其持久试验条件如表2所示。借助扫描电子显 （1 kgf=9.8 N）。
表1 供货态TP347HFG钢管试样的化学成分 %

质量分数
项目
C Si Mn S P Cr Nb Ni Fe
实测值 0.079 0.52 1.18 0.001 0.013 17.89 0.76 10.82 余量
表2 供货态TP347HFG钢管试样的持久试验条件 于组织中，在晶界和孪晶界处无聚集现象，颗粒尺寸
]
温度/℃ 应力/MPa 断裂时间/h 为1.5~6.5 µm[见图1（a）； 棒状颗粒是在冶炼过程中
形成的一次碳化物；与供货态试样相比，持久断裂试
620 320 42.03
样的一次碳化物在晶内、晶界分布[见图1（b）；在应
620 300 118.01 ]
力的作用下，一次碳化物剥落，随着试验时间的延长，
620 250 1 256.25
一次碳化物剥落数量增多，形成裂纹[见图1（d）。
620 220 3 639.21 ]
620 ℃，300 MPa，118.01 h试验条件下持久断裂
620 160 11 640.10
试样的TEM（BF）图像及电子衍射花样如图2所示。
图2（a）为晶内面心立方结构的NbC，颗粒粗大，尺
2 试验结果
寸约为5 µm，为一次碳化物；图2（b）为小基体晶粒
不同条件下TP347HFG钢持久断裂试样的 内分布细小的析出相颗粒，尺寸为20~80 nm；图2（c）
SEM形貌如图1所示。由图1可知：供货态的组织 为晶界两侧分布位错，电子衍射花样只有一套，为面
为奥氏体，组织中存在大量孪晶；棒状颗粒弥散分布 心立方结构，表明晶界无析出物。

图 1 不同条件下 TP347HFG 钢持久断裂试样的 SEM 形貌
620 ℃，250 MPa，1 256.25 h试验条件下持久断 620 ℃，160 MPa，11 640.10 h试验条件下持久
裂试样的TEM图像如图3所示。图3（a）为晶内弥 断裂试样的TEM（BF）图像如图4所示。图4（a）为
散分布的粒状M 23 C 6 ，尺寸为 80~140 nm；图 3（b） 晶内棒状NbC颗粒，长度约为110 nm，同时还观察
为晶界不连续分布的M 23 C 6 及晶内位错。 到粒状M 23 C 6 颗粒，尺寸为 80~100 nm；图 4（b）为
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