2520不銹鋼

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為什么2520耐高溫不銹鋼有突出的抗蠕變及抗氧化腐蝕性能

來源:至德鋼業 日期:2020-03-27 19:55:39 人氣:109

  2520耐高溫不銹鋼擁有突出的抗蠕變性能、良好的高溫抗氧化和抗腐蝕性能,成為熱電廠主要高溫部件的理想更新換代材料。熱電廠設備服役壽命長于20年,這就要求所用材料具有良好的高溫低應力長程蠕變性能。工程上采用高應力區蠕變試驗數據外推來預測低應力區蠕變強度。但此方法導致了蠕變強度的過度預測,即發生了強度退化。蠕變強度退化不僅與組織退化有關,還與蠕變機制轉變有關。


   浙江至德鋼業有限公司研究2520耐高溫不銹鋼高溫低應力蠕變機制和滯彈性回復機制,及組織退化和蠕變機制轉變對蠕變性能的影響。主要的研究內容和結果如下:傳統的單軸蠕變由于應變分辨率低,不能滿足低應力蠕變研究的需求。本次實驗采用基于具有高應變分辨率的螺旋彈簧蠕變試驗法,該試驗法基于純扭轉變形。本課題使用軟件對螺旋彈簧蠕變試樣進行力學場模擬仿真,獲得純扭轉變形充要條件,結果表明:隨著螺旋彈簧試樣螺距的增加,XY軸方向的剪切應變減少,Z軸方向的正應變增加;當螺距從2mm增加到5mm時,XY軸剪切應變減小量小于10%,與Z軸方向正應變之間的比值小于17%,試樣變形可視為純扭轉變形。


   為了研究長程蠕變進程中的組織退化,本課題對試樣進行不同條件熱時效處理,通過背散射掃描電鏡圖像,分析了熱時效過程中析出物改變,發現:析出相M23C6在晶界和晶內析出,MX相主要在晶內析出;M23C6在時效過程中,尺寸增長速度緩慢,時效8000小時平均截圓直徑僅為140nm左右;MX析出相時效過程中尺寸保持穩定,平均截圓直徑基本保持在50nm。Laves相在熱時效過程中從晶界析出,逐漸粗大化,在時效2000小時至3000小時之間時,Laves相的析出面積分數趨向于穩定,達到0.95%,時效5000小時左右尺寸趨于穩定,平均截圓直徑達到400nm。


   為了研究組織退化對低應力蠕變性能的影響,對試樣進行不同條件的熱時效處理,實施高溫低應力“螺旋彈簧蠕變”試驗,結果表明:由于析出相的少量析出增強了材料本身的抗蠕變性能,導致時效一個月的螺旋彈簧試樣增強了蠕變強度。為了研究2520耐高溫不銹鋼低應力下蠕變機制轉變,對試樣實施了高應力單軸拉伸蠕變,和低應力下變應力蠕變試驗,分析了蠕變速率的應力依賴性、瞬時蠕變性能和滯彈性回復現象,結果表明:低應力區蠕變應力指數為1,高應力區蠕變應力指數為4,高、低應力區的蠕變機制不同;應力突增時產生的瞬時應變值的增加與應力突減時產生的瞬時應變值的減小相等,說明蠕變可能由位錯的粘滯滑移控制;卸載后發現有兩種不同的蠕變應變存在:滯彈性應變和塑性應變,說明蠕變呈現滯彈性特性。本次研究發現析出相對2520耐高溫不銹鋼高溫低應力下的蠕變產生重要影響,這為2520耐熱鋼高溫低應力下的長程蠕變壽命預測和開發新型高性能的耐熱鋼種奠定了基礎。


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本文標簽:耐高溫不銹鋼 

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