近年來,由十環(huán)境保護和節(jié)能的要求,火力發(fā)電機組為了提高熱效率,不斷提高蒸汽和燃氣的高溫高壓化程度。用于先進的高溫高壓化發(fā)電機組的高Cr鐵素體耐熱鋼中有板條馬氏體組織,這種板條馬氏體組織結(jié)構(gòu)形態(tài)是微細板條、板條集合體形成的團塊、多個團塊構(gòu)成的條束和原始奧氏體晶粒大小的板條馬氏體組織。這種高Cr鐵素體耐熱鋼的基體強化機制有各種晶界強化、W、Mo固溶強化、金屬間化合物的析出強化。由于鋼中致密復(fù)雜的微觀組織的作用,使得高Cr鐵素體耐熱鋼具有良好的高溫強度。但是,由于各種組織因素多層次重疊,無法查明這種鋼損傷、劣化的詳細機理,并且沒有建立起尤損檢測和評價技術(shù)用陰極電解法強制添加到鋼中的氫可以可逆性地被鋼中的空位、位錯、晶界、析出物等各種組織和缺陷形成的氫陷阱所捕獲,并且由于加熱,氫會再次從氫陷阱中逸散出來。各種氫陷阱與氫的結(jié)合能或脫離氫陷阱的活化能是各不相同的,氫的逸散溫度范圍與這種結(jié)合能或活化能有關(guān),因此不同氧陷阱氫的逸散溫度范圍也是不同的。
將氫作為鋼組織的示蹤元素對高Cr鐵素體系耐熱鋼蠕變損傷進行評價,是一種新的評價方法,本文對這種新評價方法進行了基礎(chǔ)性研究。本文的實驗鋼是改進型9Cr-1Mo鋼。用升溫氫逸散分析法測定了4種蠕變條件下蠕變斷裂試樣充氫后氫的逸散曲線,研究了氫逸散特性伴隨長期蠕變所發(fā)生的變化,得出如下結(jié)論。
(1)充氫后氫的逸散特性不受加熱時效的影響,但長期蠕變使氫的逸散特性發(fā)生很大變化,氫的逸散量,隨蠕變斷裂時間的增加而明顯增加
(2)各個氫逸散曲線都可以分解為曲線1(峰值溫度約65℃)和曲線2(峰值溫度約100℃)兩條曲線。隨著蠕變的進行,高溫區(qū)的曲線2的氫逸散量增加,曲線1的氫逸散量在加熱后和蠕變后都未發(fā)生變化,址一個常量。
(3)即使經(jīng)過再次正火處理使蠕變材的鋼組織一樣,氫逸散曲線也不同于回火鋼,由此說明,蠕變使Ch2增加的原因是蠕變造成的幾何學(xué)損傷(微裂紋、孔洞等)。Ch2隨蠕變孔洞體積百分?jǐn)?shù)的增加而增加,兩者之間有很好的相關(guān)關(guān)系。