新型奥氏体不锈钢焊接接头热腐蚀性能研究

论文摘要

随着国民经济快速发展的需要,到2020年全国装机容量将达到9.5亿千瓦,其中火电装机容量仍然占70%以上,为了提高火力发电机组效率,要求继续提高运行温度和压力。为此,改善锅炉用钢及其焊接接头的耐热腐蚀性能成为大型电站锅炉制造业的关键技术之一。针对高参数、大容量电站锅炉的使用要求而最新开发的奥氏体不锈钢SUPER304H、TP347H和HR3C,模拟锅炉的实际工作环境,选用Na2SO4/NaCl作为热腐蚀介质,通过涂盐试样的热腐蚀性试验,研究腐蚀介质成分、腐蚀温度以及表面喷丸处理对不锈钢母材、焊接接头及接头各区抗热腐蚀性能的影响规律,并利用SEM、XRD等技术观察腐蚀形貌,分析腐蚀产物及成份。结果表明:奥氏体不锈钢的热腐蚀程度随着温度的升高而增加。当腐蚀温度相同时,在Na2SO4/NaCl热腐蚀介质中NaCl组分的热腐蚀起主要作用。通过表面喷丸处理后的TP347H奥氏体不锈钢,其耐热腐蚀性能存在一个最佳的喷丸参数,即当喷丸时间为120min时,在腐蚀温度650℃、腐蚀剂成分Na2SO4∶NaCl=2∶1条件下的耐热腐蚀性能最好。焊接接头、焊缝、母材及热影响区（HAZ）的热腐蚀性试验表明,在相同的热腐蚀条件下,HAZ耐热腐蚀性能最差,焊缝次之,而母材的耐腐蚀性最好,腐蚀产物主要为Fe2O3、Cr2O3和NaFeO2。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外超临界机组的发展现状
• 1.2.1 国外超临界发电机组的发展情况
• 1.2.2 我国超临界发电机组的发展情况
• 1.3 锅炉用钢在超临界火电机组的发展状况
• 1.3.1 国外发展状况
• 1.3.2 我国发展状况
• 1.4 新型奥氏体不锈钢性能及焊接性
• 1.4.1 奥氏体不锈钢的性能及用途
• 1.4.2 奥氏体不锈钢焊接性分析
• 1.5 金属材料的热腐蚀
• 1.5.1 热腐蚀定义及特征
• 1.5.2 热腐蚀分类
• 1.5.3 热腐蚀机理
• 1.5.4 热腐蚀试验研究
• 1.6 本课题研究内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 SUPER304H 奥氏体不锈钢
• 2.1.2 TP347H 奥氏体不锈钢
• 2.1.3 HR3C 奥氏体不锈钢
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 热腐蚀试样
• 2.2.2 热腐蚀试验
• 2.2.3 试样喷丸处理
• 2.2.4 热腐蚀评定方法
• 2.2.5 金相试样制备
• 2.2.6 金相观察及腐蚀产物分析
• 第三章 试验结果与讨论
• 3.1 新型奥氏体不锈钢耐热腐蚀性能及分析
• 3.1.1 腐蚀温度和腐蚀介质成分对不锈钢耐热腐蚀性能的影响
• 3.1.2 表面喷丸处理对不锈钢耐热腐蚀性能的影响
• 3.1.3 奥氏体不锈钢表面喷丸处理后热腐蚀层形貌
• 3.1.4 奥氏体不锈钢热腐蚀特征及合金元素分布
• 3.2 新型奥氏体不锈钢焊接接头耐热腐蚀性能及分析
• 3.2.1 奥氏体不锈钢焊接接头及各区的耐热腐蚀性能
• 3.2.2 奥氏体不锈钢焊接接头热腐蚀形貌
• 3.2.3 奥氏体不锈钢焊接接头热腐蚀产物分析
• 3.2.4 奥氏体不锈钢焊接接头热腐蚀表面形貌及合金元素分布
• 3.3 热腐蚀机理及影响因素分析
• 3.3.1 热腐蚀机理分析
• 3.3.2 热腐蚀影响因素分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢