12Cr1MoV水冷壁管失效后组织及硬度转变分析

TOT一笑而过

　　12Cr1MoV是热电厂特别是新建超临界机组水冷壁广泛采用的珠光体耐热钢管，该钢具有较高的热强性和持久塑性，580℃以下10万小时的持久强度比国外广泛采用的2.25Cr-1Mo钢高许多。该钢的生产工艺较为简单,且抗氧化性能和焊接性能良好,但其力学性能和金属组织对正火冷却速度比较敏感。只要严格执行热处理工艺，就能获得满意的综合性能和热强性能。
　　12Cr1MoV的化学成分(质量分数，%)为：0.08～0.15C，0.40～0.70Mn，0.17～0.37Si，0.90～1.20Cr，0.25～0.35Mo，0.15～0.30V，≤0.035S，≤0.035P。供货热处理制度状态为：980～1020℃正火，720～760℃回火。供货状态抗拉强度470～640MPa，屈服点≥255MPa，伸长率≥21%。某电厂12Cr1MoV水冷壁管，运行5000h爆管。取样后自管道背火侧-鳍片-爆口处分别用显微镜观察其金相组织变化，用HR-ISO型洛氏硬度计测试背火侧-鳍片-爆口处的硬度分布。采用PhilipsQuant200型扫描电镜(SEM)观察爆口处断口的形貌以确定其爆管原因。
　　爆管后爆口处横截面自背火侧到向火侧金相组织随温度的增高而变化，依次为：F+P，F+P+S，F+B，F+M+T和M+T。爆口横截面处硬度自背火侧-鳍片-向火侧呈逐渐上升趋势，硬度最高处约为原始组织硬度的7倍。爆管断口为撕裂状韧性断口，符合短时超温爆管的特征，综合分析该12Cr1MoV水冷壁管失效原因为短时超温。