材料供貨狀態(tài)為經固溶處理,即1060~1070℃保溫15~30min后空冷或者風冷,組織為單相奧氏體。本試驗通過提高溫度加速TP304H不銹鋼的老化,時效溫度為650、700和750℃,時效時間分別為30、60和150d,通過時效模擬研究TP304H不銹鋼管在長期運行中的組織變化特征。
高溫時效模擬試樣及原始試樣經磨制、拋光、王水腐蝕后,利用光學顯微鏡觀察晶粒大小,采用QUANTA 400掃描電鏡進行組織分析,借以觀察試樣組織形態(tài),并用Image-Pro Plus軟件對顯微組織定量分析,對比析出相的分布及特征,利用SEM附帶的能譜儀進行成分分析。利用堿性高錳酸鉀溶液腐蝕試樣,通過觀察金相顯微鏡下試樣表面是否出現橘紅色斑,來確定TP304H不銹鋼時效后σ相的存在。研究結果表明:
(1)TP304H不銹鋼原始組織為奧氏體,孿晶界清晰可見;高溫時效后晶粒尺寸逐漸增大,晶界粗化,孿晶減少,異常長大晶粒增多。
(2)TP304H不銹鋼在650、700和750℃時效過程中,析出相總量隨時間的延長呈冪函數增長,析出相面積分數即析出相總量分別符合函數S650=0.084t0.454、S700=0.281t0.327、S750=0.313t0.338。
(3)TP304H不銹鋼在650、700℃分別時效30d后,析出相主要為碳化物,時效60d后析出相除碳化物外還有極少量σ相,主要成分為Fe、Cr;在750℃時效30d后,析出相數量增加顯著,主要為碳化物,且有少量σ相。
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