347不銹鋼高速電渣堆焊層退火過程中的組織結(jié)構(gòu)和耐蝕性變化.pdf

1、加氫反應(yīng)器通常在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、臨氫等環(huán)境下工作，國內(nèi)一般選用鉻鉬鋼作為其筒體材料并在筒體內(nèi)壁堆焊一層耐蝕金屬以滿足使用要求。由于高速電渣堆焊具有極高的熔敷速率，可極大地提高生產(chǎn)效率，同時(shí)焊帶、焊劑的消耗量較少，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，因此，高速電渣堆焊技術(shù)在壓力容器內(nèi)壁防護(hù)措施中越來越多的受到關(guān)注和廣泛研究。本文針對(duì)加氫反應(yīng)器的服役環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成本等多方面因素，采用高速電渣堆焊技術(shù)，選用 TBD309LNb堆焊材料，在加氫反應(yīng)器筒

2、體用12Cr2Mo1R試板上堆焊單層347奧氏體不銹鋼堆焊層，并進(jìn)行焊后去應(yīng)力退火；然后通過化學(xué)成分分析、側(cè)彎試驗(yàn)、鐵素體含量測(cè)定、耐蝕性測(cè)試等，對(duì)高速電渣堆焊工藝進(jìn)行評(píng)定；最后利用X射線衍射分析、光學(xué)顯微分析、能譜分析等方法，通過鐵素體含量測(cè)定、顯微硬度測(cè)試、耐蝕性測(cè)試等，研究堆焊試板在690 oC長(zhǎng)時(shí)間退火過程中的組織結(jié)構(gòu)和耐蝕性變化，為加氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造、使用、維修等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　高速電渣堆焊工藝評(píng)定結(jié)果表明，鐵素

3、體含量、化學(xué)成分均能滿足相關(guān)的技術(shù)要求，通過組織結(jié)構(gòu)測(cè)試所得堆焊層滿足堆焊層組織要求。側(cè)彎實(shí)驗(yàn)和腐蝕試驗(yàn)均為合格，說明本課題中使用的堆焊方法能夠得到性能達(dá)標(biāo)的堆焊層，滿足相關(guān)技術(shù)要求。
　　退火過程中堆焊試板組織結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明，經(jīng)XRD、SEM等測(cè)試手段，表明退火過程中奧氏體堆焊層顯微組織變化不大，通過 EDS分析得知，堆焊層晶界處形成Nb的碳化物，這種碳化物保證了使用過程中堆焊層對(duì)抗連多硫酸的能力?；娘@微組織中可以明顯看到

4、，在退火72小時(shí)之后，回火貝氏體組織中板條狀鐵素體，隨著退火時(shí)間的進(jìn)行而消失，并且析出顆粒，經(jīng)EDS分析可知，析出的是Mo的碳化物。在熔合線兩側(cè)，隨著退火的進(jìn)行，由于熔合區(qū)兩側(cè)存在Fe、C、Cr、Ni、Mo、Nb等元素的濃度梯度，所以會(huì)發(fā)生元素?cái)U(kuò)散，并在熔合線附近形成C偏聚層，Nb、Cr、Mo、Ni在熔合線附近都或多或少的存在一個(gè)富集區(qū)域。
　　退火過程中堆焊試板耐蝕性的研究結(jié)果表明，隨著退火時(shí)間的增加，堆焊層腐蝕速率從8 h~3

5、2 h去應(yīng)力退火后略有增加，并基本保持平穩(wěn)，也就是耐蝕性略有下降，但基本保持平穩(wěn)。從焊態(tài)到8 h~32 h去應(yīng)力退火過程腐蝕率很快下降，也就是耐蝕性快速提高，從堆焊層EDS分析可以看到，隨著退火的進(jìn)行，Nb元素開始在晶界發(fā)生偏聚，耐蝕性能也隨之提高，這與EDS所得結(jié)果保持一致。
　　退火過程中試樣的顯微硬度研究結(jié)果表明，隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵素體含量在堆焊層上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從顯微硬度分布的圖中可以看出，隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，顯微硬度