低合金耐热钢中金相组织混晶现象分析与对待

低合金耐热钢中金相组织混晶现象分析与对待View on mixed Crystal in Low alloy Heat-Resisting Steel and the Treatment to It

刘志刚　夏玉洲

华能辛店电厂,辛店　255414

摘　要:对低合金耐热钢金相组织的混晶现象进行了细致的试验分析,从而有了一个

清楚的认识,规范了对低合金耐热钢金相组织混晶现象的判椐。并提出了区别对待

的工艺导则。

关键词:耐热钢　晶粒度　混晶　分析　对待

中图分类号:TG115.21、TG142.73

文献标识码:B

1　前言

在12CrlMoV、12CrMoWV TiB、20CrMOWNbTiB成品钢管(棒材)金相检验中,在同一视场,按1～8级晶粒度标准评定,大的晶粒可达1级,小的晶粒可为7～8级,甚至更小些,这种混晶现象都是以大晶粒的组织有别于其余基体组织为特点的,有索氏体+贝氏体或铁素体、珠光体+贝氏体另一种混晶现象则是以同一组织类型而晶粒大小相差悬殊为特点。如贝氏体大+贝氏体小。

2　本质晶粒度与加热温度

具有大晶粒的钢材加热到Acl～Ac3区间会造成晶粒大小不均的混晶现象,对某一炉号的钢来讲,实际晶粒度的大小取决于它的本质晶粒度与最终正火(粹火)加热温度。本质粗晶粒钢,当加热温度超过相变点Acl不多时,晶粒度便开始长大,而本质细晶粒钢在930左右仍保持细小的晶粒,只有当加热到更高的温度区时,晶粒才开始突然长大。211　本质粗晶粒钢

如果是本质粗晶,加热温度只要超过Acl,某些相变的晶粒首先是变得较细小,这时奥氏体晶粒与未曾相变部分晶粒的大小相着较大,冷却后将得到晶粒不均匀的组织,随着加热温度的增高,奥氏体晶粒开始长大,在某一温度条件下,奥氏体晶粒大小可能与起始晶粒大小相等,这时如果晶粒吞并过程没有进行完,仍存在着晶粒大小不均匀的现象,加热温度再提高,奥氏体晶粒大小将超过起始晶粒的大小,如果保温时间不足,也存在晶粒大小不均匀的现象,只有充分保温之后,才能得到粗大的比较均匀的奥氏体晶粒。

212　本质细晶粒钢

如果是本质细晶粒钢,加热到相变点Acl～Ac3区间时,得到细化的奥氏体晶粒和未曾相变的比较粗的起始晶粒,冷却后它的实际晶粒就会粗细不均匀,只有完成相变之后,奥氏体晶粒才能向均匀一致的方向发展,这种情况与本质粗晶粒钢相比,晶粒度差不会那么悬殊。碳钢不论本粗或是本细,在其原始晶粒粗大的情况下,加热到Acl～Ac3区间时,由于新生的奥氏体晶粒极细,所以冷却后将得到不均匀的实际晶粒度。

3　微区成分偏析

311　元素细化晶粒的作用

钢中局部或微区成分的不均匀性,也将影响到钢的实际晶粒的大小,甚至成分中含有细化晶粒的元素较多,而另一些区域,含有细化晶粒的元素就会相对减少,甚至含有较多的促使晶粒长大的元素存在,于是,各处晶粒长大的倾向不同,这样以来,在适当的条件下,同一钢试样中出现晶粒大小悬殊的混晶现象。

312　元素对C—曲线的作用

山东电力高等专科学校学报

第5卷(2002年) Journal of Shandong College of Electric Power 第2期　第72～73页

元素严重影响C—曲线位置的作用不可忽略,有一些元素比较高或比较复杂的钢中由于熔炼带来的晶粒偏析现象,也可能影响到钢的实际晶粒度。如果把存在晶粒偏析的钢加热到相变温度以上,在末能充分扩散并消除晶粒偏析时进行冷却,在大部分晶粒已发生Ar′或Ar″转变并形成相应的珠光体或贝氏体晶粒时,那些严重向右转移了C—曲线的晶粒仍处于“稳定状态”,保持原奥氏体的大小,随着冷却过程的进行,它将转变为更低温度的转达变产物,这种转变是在整个奥氏体晶粒内部进行,并保持原奥氏体的形貌,在我们实际检验中,就发现112CrlMoV成品钢管中出现铁素体+珠光体+马氏体的现象。

4　区别对待工艺导则

411　对于那些由于某些原因加热至Acl～Ac3区间,而产生晶粒不均匀组织的耐热钢材来讲,不允许该种现象存在,也就是说其正火(淬火)及回火温度均不应在不完全正火温度区。

412　对于焊缝热影响区中Acl～Ac3区间的一段来讲,合金钢因含有强碳化物元素,可不予计较,碳钢尽量缩短热影响区。

413　对正火温度过高而引起的晶粒不均匀现象有两种情况:

(1)当正火温度高出正常正火温度时由于达到了晶粒突然长大区,此不允许,应重新热处理。

(2)某些钢的正火温度上限接近该钢的晶粒度突然长大温度区,只有在波动小,并经极充分的保温之后,才能得到比较均匀的晶粒度。

414　微区成分偏析而造成的晶粒度不均匀的现象,对钢组织与性能的稳定性有较大的影响,因为高温的扩散过程与钢的组织有关,局部成分的增浓,意味着与其周围成分浓度梯度增大,自然易於扩散,并导致钢材性能的变化,为使耐热钢性稳定,应杜绝这种现象的产生,因此这种现象在以后的热处理很难以去除。

在某些情况则可以降级使用或选择使用,如102钢管子降低到12CrlMoV钢使用,或将管子使用到同种受热面中热负荷较低的区段,因这种危害作用是一种扩散过程,因而对性能并不是突然发作的,它是一个连续发生的过程。更由于钼之类元素扩散速度较小,而使其危害作用得以缓和。

Abstract:This paper analyses to the mix-crystal phenomenon of low alloy heat-resisting metallographic organiza2

tion.Realization is distinct.Criterion of the mix-

crystal phenomenon of low alloy heat-resisting met2

allographic organization is regulated,and the guid2

ance of discriminating treatment is held out.

K ey words:Heat-resisting steel　Crystal grain degree　Mix -crystal　Analyses　Treatment

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