廣東不銹鋼方管-不銹鋼方管蠕變斷口SEM分析
發(fā)布于：2019-01-25 09:45:37 點(diǎn)擊量：752
當(dāng)前位置 ：滘鈿鋼業(yè) > 新聞動(dòng)態(tài) > 不銹鋼異形管- 專家告訴你不銹鋼管主要有六大標(biāo)準(zhǔn)信息
_x000d_(1)在650℃較高應(yīng)力試驗(yàn)條件下，低倍斷口主要呈沿晶斷裂，但由上述分析可知也有少部分穿晶斷裂。晶界上可見(jiàn)拉裂后留下的析出相顆粒，沿晶斷裂區(qū)域之間的斷面有大量的撕裂嶺，則說(shuō)明不銹鋼方管為延性沿晶斷裂。在高倍視場(chǎng)中對(duì)其沿晶面觀察發(fā)現(xiàn)，沿晶斷裂面包含有細(xì)小韌窩，并且在部分韌窩底部仍可觀察劍細(xì)小第二相質(zhì)點(diǎn)。在較低應(yīng)力試驗(yàn)時(shí)，雖經(jīng)6094h長(zhǎng)時(shí)高溫蠕變，蠕變斷口(圖3.9b)也可觀察到類似特征，不同的是沿晶面上的第二相質(zhì)點(diǎn)析出量增多，尺寸略變大。同時(shí)，圖3.9b中觀察到由晶界夾雜物脫落留下的較大空洞，其尺寸約為13.3pm(箭頭1)。
_x000d_相對(duì)于圖3.9a，b而言，圖3.9c，d也表現(xiàn)出沿品斷裂特征，但沿晶斷裂區(qū)域之間的斷面撕裂嶺明顯減少，斷口呈現(xiàn)較清晰地晶粒狀輪廓，在圖3.9c中偶然觀察到晶界夾雜物破碎留下的斷裂痕跡（箭頭2）。700℃經(jīng)7130h的試樣斷口沿晶斷裂面(圖3.9d)部分區(qū)域則較平坦，約占整個(gè)視場(chǎng)的80%，說(shuō)明不銹鋼方管在700℃較低應(yīng)力試驗(yàn)條件下具有較小的塑性值。
_x000d_由上述分析可知，Super304H不銹鋼方管雖然其高溫長(zhǎng)時(shí)蠕變斷裂基本均為沿晶斷裂，但其在溫度和應(yīng)力作用下微觀斷裂特征是不同的，尤其是溫度對(duì)微觀斷裂特征的影響更為明顯。即：隨溫度的升高（650℃以上），由于品粒強(qiáng)度與晶界強(qiáng)度都降低，但晶界強(qiáng)度下降快，導(dǎo)致不銹鋼方管塑性偏低。因此，考慮到鍋爐運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，試驗(yàn)用Super304H鋼不能在超高溫(>650℃)下使用。
_x000d_(2)斷裂機(jī)制
_x000d_上述分析可知，試驗(yàn)用Super304H不銹鋼方管在不同試驗(yàn)條件下表現(xiàn)出不同的蠕變斷裂特征，其斷裂的微觀機(jī)制與晶界滑動(dòng)密切相關(guān)。較高應(yīng)力和較高應(yīng)變速度下，由于晶界滑動(dòng)未完全松弛掉晶界切應(yīng)力，由未松弛掉的品界切應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力重新分白促進(jìn)晶界空洞的形成和沿品斷裂。因此，650℃，240MPa試驗(yàn)條件下蠕變損傷主要發(fā)生在晶界，但也可在界面能較小的晶內(nèi)夾雜物或第二相處形成空洞，其特點(diǎn)是空洞分布相對(duì)分散，而品界空洞長(zhǎng)大并通過(guò)撕裂的方式沿著晶界連接，最終造成試樣斷裂，宏觀斷口上表現(xiàn)出沿晶斷裂與少量穿晶斷裂共存的斷口特征。
_x000d_而較低應(yīng)力長(zhǎng)時(shí)蠕變斷裂主要為延性沿晶斷裂，如650℃，160MPa蠕變?cè)嚇印嗔堰^(guò)程中沿晶界產(chǎn)生了一定的塑性變形，沿晶面上有大量的細(xì)小韌窩。延性沿晶斷裂主要原因是較高溫度、較低應(yīng)力水平下，由于晶界滑移，在晶界第二相及三晶粒交合點(diǎn)滑移將受阻，而產(chǎn)生應(yīng)力集中形成空洞核心，它優(yōu)先處于橫向晶界上。已生成的空洞核心，當(dāng)達(dá)到一定尺寸后，借應(yīng)力和空位流的共同作用，首先沿著與拉應(yīng)力垂直的晶界長(zhǎng)大，而成為可見(jiàn)的楔形裂紋或洞型裂紋。這些孤立分散的空洞，先沿橫向晶界通過(guò)撕裂的方式相互連接（形成撕裂嶺），直至在兩個(gè)相鄰的三晶粒交合點(diǎn)間形成“橫向裂紋段”，這時(shí)由于晶粒交合點(diǎn)的阻礙而使裂紋暫緩發(fā)展，在其它與應(yīng)力相垂直的晶界上，這種橫向裂紋不斷地增多。相鄰的橫向裂紋段通過(guò)向傾斜晶界的擴(kuò)展或者與其上的空洞相聯(lián)合而互相連接成“曲折裂紋”，裂紋尺寸迅速地?cái)U(kuò)大，裂紋總體積和蠕變速度也相應(yīng)地迅速增加。“曲折裂紋”進(jìn)一步互相連接起來(lái)，當(dāng)達(dá)到能“瞬時(shí)”發(fā)展的臨界裂紋尺寸時(shí)，不銹鋼方管便發(fā)生蠕變斷裂。
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