金相檢驗現(xiàn)場培訓教材

1、金相檢驗現(xiàn)場培訓教材1、 火力發(fā)電廠金屬監(jiān)督規(guī)程 DL438-200X報批稿規(guī)定的安裝前的金屬監(jiān)督任務7、主蒸汽管道和高溫再熱蒸汽管道及導汽管的金屬監(jiān)督（11.1.2給水管道材料、制造和安裝檢驗按照“7 主蒸汽管道和再熱蒸汽管道的金屬監(jiān)督 ”中的“7.1.17.1.3、7.1.6、7.1.8、7.1.127.1.14和7.1.177.1.23”條款執(zhí)行。11.1.3 15NiCuMoNb5（WB36）管材和管件的硬度應控制在HBW180252。）7.1.7 受監(jiān)督的閥門，安裝前應做如下檢驗：d）對合金鋼制閥殼逐件進行光譜分析，光譜檢驗按DL/T 991執(zhí)行；e）按20對閥殼進行表面探傷，至少抽

2、查1件.重點檢驗閥殼外表面非圓滑過渡的區(qū)域和壁厚變化較大的區(qū)域。7.1.13 安裝前，安裝單位應對直管段、彎管/彎頭、三通進行內(nèi)外表面檢驗和幾何尺寸抽查：a）按管段數(shù)量的20測量直管的外（內(nèi)）徑和壁厚； b）按彎管（彎頭）數(shù)量的20進行不圓度、壁厚測量，特別是外弧側的壁厚；c）檢驗熱壓三通檢驗肩部、管口區(qū)段以及焊制三通管口區(qū)段的壁厚；d）對異形件進行壁厚和直徑測量；e）管道上小接管的形位偏差；f) 幾何尺寸不合格的管件，應加倍抽查。7.1.14安裝前，安裝單位應對合金鋼管、合金鋼制管件（彎管/彎頭、三通、異形件）100%進行光譜檢驗，按管段、管件數(shù)量的20%和10分別進行硬度和金相組織檢查；每

3、種規(guī)格至少抽查1個，硬度異常的管件必須擴大檢查比例且進行金相組織檢查。7.1.15應對主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道上的堵閥堵板閥體、焊縫進行無損探傷。7.1.18管道安裝完應對監(jiān)督段進行硬度和金相組織檢驗。7.1.24工作溫度高于450的鍋爐出口、汽輪機進口的導汽管，參照主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道的監(jiān)督檢驗規(guī)定執(zhí)行。7.3 912Cr系列鋼制管道的檢驗監(jiān)督7.3.1 912Cr系列鋼包括P91、P92、P122、X20CrMoWV121、X20CrMoWV121、CSN417134等7.3.2 管材和制造、安裝檢驗按7.1中相關條款執(zhí)行執(zhí)行。7.3.3此類鋼直管段母材的硬度應均勻，且控制在1

4、80 HBW250HBW，同根鋼管上任意兩點間的硬度差不應大于30HBW；安裝前檢驗母材硬度小于160 HBW時，應取樣進行拉伸試驗；金相組織中的-鐵素體含量不超過8。7.3.4 此類鋼的熱推、熱壓和鍛造管件的硬度應均勻，且控制在175HBW250HBW，同一管件上任兩點之間的硬度差不應大于50HBW；金相組織中的-鐵素體含量不超過8。7.3.5對于公稱直徑大于150mm或壁厚大于20mm的管道，100進行焊縫的硬度檢驗；其余規(guī)格管道的焊接接頭按5抽檢；焊后熱處理記錄顯示異常的焊縫必須進行硬度檢驗；焊縫硬度應控制在180HBW270HBW。7.3.6硬度檢驗的打磨深度通常為0.5mm1.0mm

5、，并以120或更細的砂輪、砂紙精磨。表面粗糙度Ra1.6m；硬度檢驗部位包括焊縫和近縫區(qū)的母材，同一部位至少測量3點。7.3.7 焊縫硬度超出控制范圍，首先在原測點附近兩處和原測點180°位置再次測量；其次在原測點可適當打磨較深位置，打磨后的管道壁厚不應小于最小需要壁厚。7.3.8對于公稱直徑大于150mm或壁厚大于20mm的管道，10進行焊縫的金相組織檢驗，硬度超標或焊后熱處理記錄顯示異常的焊縫必須進行金相組織檢驗。7.3.9焊縫和熔合區(qū)金相組織中的鐵素體含量不超過8，最嚴重的視場不超過10。7.3.10 對于焊縫區(qū)域的裂紋檢驗，打磨后進行磁粉探傷。8高溫聯(lián)箱的金屬監(jiān)督（低溫聯(lián)箱制

6、造、安裝檢驗按照“8 高溫聯(lián)箱的金屬監(jiān)督”中的“8.1”執(zhí)行）8.1制造、安裝檢驗8.1.1工作溫度高于400的聯(lián)箱安裝前，應做如下檢驗：e）進行筒體和管座壁厚和直徑測量，特別注意環(huán)焊縫鄰近區(qū)段的壁厚；f）聯(lián)箱上接管的形位偏差檢驗，應符合相關制造標準中的規(guī)定。g）對合金鋼制聯(lián)箱，逐件對筒體筒節(jié)、封頭進行光譜分析； h）對合金鋼制聯(lián)箱，按筒體段數(shù)和制造焊縫的20進行硬度檢驗，所查聯(lián)箱的母材及焊縫至少各選1處；對聯(lián)箱過渡段100進行硬度檢驗。一旦發(fā)現(xiàn)硬度異常，須進行金相組織檢驗。i）912Cr（牌號同7.3中所列）鋼制聯(lián)箱的母材、焊縫的硬度和金相組織按照7.3.37.3.9執(zhí)行；j）對聯(lián)箱制造環(huán)焊

7、縫按10進行超聲波探傷，管座角焊縫和手孔管座角焊縫50進行表面探傷復查；9.1.6受熱面管子安裝前，應進行以下檢驗：d）隨機抽查受熱面管子的外徑和壁厚，不同材料牌號和不同規(guī)格的直段各抽測10根，每根兩點，應符合圖紙尺寸要求，壁厚負偏差在允許范圍內(nèi)；e）不同規(guī)格、不同彎曲半徑的彎管各抽查10根，彎管的不圓度應符合JB/T 1611鍋爐管子制造技術條件，壓縮面不應有明顯的皺褶；f）彎管外弧側的最小壁厚減薄率b（b(SoSmin）So)應滿足以下條件，且不應小于按GB9222計算的管子的最小需要壁厚；So、Smin分別為管子的實際壁厚和彎頭上壁厚減薄最大處的壁厚。R/D1.8R/D 3.5R/D3.

8、5b15%10%注：R、D分別為管子的彎曲半徑和公稱直徑。g）對合金鋼管及焊縫按10%進行光譜抽查，應符合相關材料技術條件；h）抽查合金鋼管及其焊縫硬度。不同規(guī)格、材料的管子各抽查10根，每根管子的焊縫母材各抽查1組；若硬度出現(xiàn)異常，必須進行金相組織檢驗；i）焊縫質(zhì)量應做無損探傷抽查，在制造廠已做100無損探傷的，則按不同受熱面的焊縫數(shù)量抽查51000。j）用內(nèi)窺鏡對超臨界、超超臨界鍋爐管子節(jié)流孔板進行檢查是否有異物或加工遺留物存在。10 鍋筒的金屬監(jiān)督（10.2.6直流鍋爐汽水分離器、儲水罐的檢驗監(jiān)督，可參照鍋筒的技術監(jiān)督有關規(guī)定進行。）10.1.3鍋筒安裝前應進行下列檢驗： a）對母材和焊

9、縫內(nèi)外表面進行100宏觀檢驗，重點檢驗焊縫的外觀質(zhì)量；b）對合金鋼制鍋筒的每塊鋼板、每個管接頭進行光譜檢驗； c）縱、環(huán)焊縫和集中下降管管座角焊縫分別按25%、10%和50%進行表面探傷和超聲波探傷，檢驗中應包括縱、環(huán)焊縫的“T”形接頭；分散下降管、給水管、飽和蒸汽引出管等管座角焊縫按10%進行表面探傷；安全閥及向空排汽閥管座角焊縫進行100%表面探傷。抽檢焊縫的選取應參考制造商的焊縫探傷結果。焊縫無損無損探傷按照 JBT 4730執(zhí)行；d）對筒體、縱環(huán)焊縫及熱影響區(qū)進行硬度抽查；一旦發(fā)現(xiàn)硬度異常，應進行金相組織檢驗。121.2 汽輪機安裝前應進行如下檢驗：a）根據(jù)DL5011的要求，對汽輪機

10、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、噴嘴、隔板和隔板套等部件的完好情況、是否存在制造缺陷進行檢驗，對易出現(xiàn)缺陷的部位重點檢查。外觀檢驗主要檢查部件表面有無裂紋、嚴重劃痕、碰撞痕印，依據(jù)檢驗結果作出處理措施。 b）對汽輪機轉(zhuǎn)子進行圓周和軸向硬度檢驗，圓周不少于4個截面，且必須包括轉(zhuǎn)子兩個端面，高中壓轉(zhuǎn)子有一個截面應選在調(diào)速級輪盤側面；每一截面周向間隔90°進行硬度檢驗，同一圓周線上的硬度值偏差不應超過30HBW，同一母線的硬度值偏差不應超過40HBW。c）若制造廠未提供轉(zhuǎn)子探傷報告或?qū)ζ涮峁┑膱蟾嬗幸蓡枙r，必須進行無損探傷。轉(zhuǎn)子中心孔無損探傷按DL/T 717執(zhí)行,焊接轉(zhuǎn)子無損探傷按DL/T 505執(zhí)行

11、,實心轉(zhuǎn)子探傷按DL/T 930執(zhí)行。d）各級推力瓦和軸瓦的超聲波探傷，以檢查是否有脫胎缺陷。e）鑲焊有司太立合金的葉片，應對焊縫進行無損探傷。葉片無損探傷按DL/T 714、DL/T 925執(zhí)行。f）對隔板進行宏觀檢驗和表面探傷。131.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子安裝前應進行如下檢驗：a）對發(fā)電機轉(zhuǎn)子大軸、護環(huán)等部件的完好情況和是否存在制造缺陷進行檢驗，對易出現(xiàn)缺陷的部位重點檢查。外觀質(zhì)量檢驗主要檢查部件表面有無裂紋、嚴重劃痕、碰撞痕印，依據(jù)檢驗結果作出處理措施。 b）若制造商未提供轉(zhuǎn)子探傷報告或?qū)ζ涮峁┑膱蟾嬗幸蓡枙r，應對轉(zhuǎn)子進行無損探傷。c）對轉(zhuǎn)子大軸進行圓周和軸向硬度檢驗，圓周不少于4個截面且必須

12、包括轉(zhuǎn)子兩個端面，每一截面周向間隔90°進行硬度檢驗。同一圓周的硬度值偏差不應超過30HBW，同一母線的硬度值偏差不應超過40HBW。14 緊固件的金屬監(jiān)督 14.1對大于等于M32的高溫緊固件的質(zhì)量檢驗按GB/T20410中相關條款執(zhí)行。14.2高溫緊固件的選材原則、安裝前和運行期間的檢驗、更換及報廢按DL/T439中的3、4中的相關條款執(zhí)行。14.3 汽輪機/發(fā)電機大軸連接螺栓安裝前應進行外觀質(zhì)量、光譜、硬度檢驗和表面探傷，機組每次檢修應進行外觀質(zhì)量檢驗和無損探傷。15 大型鑄件的金屬監(jiān)督 15.1安裝前的檢驗15.1.2 部件安裝前應進行如下檢驗：a）鑄件100進行外表面和內(nèi)表

13、面可視部位的檢查，內(nèi)外表面應光潔，不得有裂紋、縮孔、粘砂、冷隔、漏焊、砂眼、疏松及尖銳劃痕等缺陷，必要時進行表面探傷；若存在上述缺陷，則應完全清除，清理處的實際壁厚不得小于壁厚偏差所允許的最小值且應圓滑過渡；若清除處的實際壁厚小于壁厚的最小值，則應進行補焊。對挖補部位應進行無損探傷和金相、硬度檢驗。汽缸補焊按DL/T 753執(zhí)行；b）汽缸的螺栓孔應進行無損探傷； c）若制造廠未提供部件探傷報告或?qū)ζ涮峁┑膱蟾嬗幸蓡枙r，應進行無損探傷；若含有超標缺陷，加倍復查。鑄件無損探傷按JB/T9630.1和JB/T9630.2執(zhí)行。d）鑄件的硬度檢驗，特別要注意部件的高溫區(qū)段。2、912Cr新型耐熱鋼硬度

14、和金相組織檢查知識2.1、不同回火溫度對硬度和抗拉強度的影響從下圖可以看出，低于780回火，兩種鋼焊縫的硬度均隨回火溫度的升高而降低?；鼗饻囟瘸^780，T91焊縫的硬度明顯升高，860回火焊縫的硬度達到355HV，已明顯高于700回火時焊縫的硬度，接近于未回火態(tài)的365HV。而對于T92鋼，焊縫硬度則繼續(xù)降低，回火溫度超過820，焊縫硬度略有升高。資料介紹對于P91、P92鋼焊縫的硬度合格范圍為190263HV，也有文獻報道對于P92鋼為236285HV，現(xiàn)場操作制定的熱處理溫度為760±10，基本可滿足要求。從圖2可以看出，兩種鋼的抗拉強度均隨回火溫度的升高而降低，820回火鋼強

15、度已達不到標準要求。注1：摘自焊后工況熱處理對T91與T92鋼焊縫組織性能的比較天津誠信達田旭海、齊向前2.2、下圖不同熱處理下的金相照片（T91和T92焊縫）：組織形態(tài)說明：兩種鋼焊態(tài)未處理的馬氏體組織粗大，呈細長針狀，馬氏體板條特征不明顯；740回火均可見到明顯的板條馬氏體組織特征，但此時焊縫硬度均偏高，說明馬氏體回復不充分，形變儲存能沒有完全釋放，回火溫度升高到780，T91鋼焊縫雖然在合格范圍內(nèi)，但此時碳化物產(chǎn)生偏聚，馬氏體板條特征變得不明顯，T92焊縫馬氏體板條變細，特征明顯，硬度在合格范圍內(nèi)。文獻報導為保證焊縫具有足夠高的抗蠕變性能，焊縫組織應為板條特征明顯得馬氏體組織。所以對于T

16、91鋼，回火溫度不能超過780，對于T92鋼，回火溫度可以達到780。820回火后，T91焊縫偏聚碳化物長大，T92焊縫中馬氏體板條組織分解析出大量彌散碳化物，當回火溫度升高至860時，T91組織焊縫形態(tài)與未回火相似，而對于T92焊縫部分碳化物聚集成塊，部分呈細小彌散狀分布于鐵素體基體上。2.3、T91、T92母材金相組織現(xiàn)場檢驗照片1、 SA-213T91模擬管SA213-T91模擬管母材 ×400 硬度：180HBSA213-T91模擬管焊縫（未處理）×400 硬度：337HB2、 四大管道（開封火電廠2×600MW機組擴建工程 1機組）主蒸汽直管A04 &#

17、215;400 硬度： 主蒸汽彎頭A07 ×400 硬度：主蒸汽直管A04(2檢測點)×400 硬度：173HB 主蒸汽直管A04(2檢測點熱影響區(qū))×400 主蒸汽A04(2檢測點廠家焊縫)×400 硬度：219HB主蒸汽A04(2檢測點熱影響區(qū)另一側)×400 主蒸汽A04(2檢測點廠家焊縫另一側母材) ×400 主蒸汽A10(廠家焊縫直管側母材) ×400 硬度：183HB主蒸汽A10(廠家焊縫直管側熱影響區(qū)) ×400 主蒸汽A10(廠家焊縫區(qū)) ×400 硬度：223HB主蒸汽A10(廠家焊縫彎

18、頭側熱影響區(qū)) ×400 主蒸汽A10(廠家焊縫彎頭側母材) ×400 硬度：176HB2.2、再熱熱段現(xiàn)場金相再熱熱段A07彎頭母材（1測點） ×400 硬度：158HB再熱熱段A20廠家焊縫直管側母材 ×400 硬度：再熱熱段A20廠家焊縫直管側熱影響區(qū) ×400 再熱熱段A20廠家焊縫彎頭側熱影響區(qū) ×400 再熱熱段A20廠家焊縫彎頭側母材 ×400 硬度：196HB2.3、再熱熱段A07廠家焊縫和兩邊母材、熱影響區(qū)金相再熱熱段A07廠家焊縫直管側母材 ×400 硬度：166HB再熱熱段A07廠家焊縫直管側

19、熱影響區(qū) ×400 再熱熱段A07廠家焊縫直管側熱影響區(qū) ×100 214HB再熱熱段A07廠家焊縫彎頭側熱影響區(qū) ×100 再熱熱段A07廠家焊縫彎頭側母材 ×100 168HB2.4、主給水管道（WB36）和再熱冷段管道(SA-106B)主給水管道A58彎頭 ×400 主給水管道A23直管 ×400 226HB再熱冷段管道A15彎頭 ×400 136HB再熱冷段管道A15直管 ×400 111HB3、 鋼鐵金相組織觀察分析3.1、鋼在各種狀態(tài)下的組織鋼鐵中基本顯微組織有奧氏體、鐵素體、珠光體、貝氏體、魏氏體、索

20、氏體、萊氏體、托氏體、馬氏體、滲碳體（碳化物：包括鐵的碳化物和合金碳化物）3.1.1、奧氏體碳或其他合金元素溶于Fe中形成的間隙固溶體成為奧氏體，用或A表示。奧氏體具有面心立方晶格結構，溶碳能力強，在1148時為2.11%,在727為0.77。鐵碳合金中的奧氏體在室溫下是不穩(wěn)定的，把奧氏體過冷到不同溫度時，可以發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變。奧氏體晶粒的大小對上述三種轉(zhuǎn)變的組織和性能影響很大。合金中加入擴大相區(qū)的合金元素如Ni、Mn等，可使奧氏體在室溫，甚至在低溫時成為穩(wěn)定相。這種以奧氏體組織狀態(tài)使用的鋼成為奧氏體鋼。奧氏體的硬度和強度都不高，b約為392MPa，硬度約為160200H

21、B。碳的溶入也不能有效地提高奧氏體地強度和硬度。面心立方晶格滑移系多，固奧氏體塑性好，延伸率可達4050。面心立方晶格為密排晶體結構，故奧氏體比容小，其中鐵原子的自擴散激活能大，擴散系數(shù)小，熱強性能好，故奧氏體可作為高溫用鋼。奧氏體具有順磁性，固奧氏體可作為無磁性用鋼。奧氏體的導熱性能差，線脹系數(shù)高，故奧氏體又可用作熱膨脹靈敏的儀表元件。3.1.2、鐵素體碳與其他合金元素溶解在a-Fe中所形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用a或F表示。碳溶于Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體。鐵素體呈體心立方結構，由于晶格中最大間隙半徑比碳原子半徑小許多，所以碳在鐵素體中的溶解度很小，幾乎不能溶碳。但由于晶格缺陷存在

22、，仍能溶入微量碳。在室溫下碳在鐵素體的溶解度為0.008%，在727時的溶解度為0.0218%。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑，當碳含量接近共析成分時，鐵素體沿晶粒邊界析出。3.1.3、滲碳體滲碳體碳與鐵形成的一種化合物。在液態(tài)鐵碳合金中，首先單獨結晶的滲碳體（一次滲碳體）為塊狀，角不尖銳，共晶滲碳體呈骨骼狀。過共析鋼冷卻時沿Acm線析出的碳化物（二次滲碳體）呈網(wǎng)結狀，共析滲碳體呈片狀。鐵碳合金冷卻到Ar1以下時，由鐵素體中析出滲碳體（三次滲碳體），在二次滲碳體上或晶界處呈不連續(xù)薄片狀。3.1.3、珠光體鐵碳合金中共析反應所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物。一般分為粗珠光體（P）、

23、細珠光體（索氏體S或C）、極細珠光體（屈氏體-T）。珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。在A1650形成的珠光體片層較厚，在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細條滲碳體，稱為粗珠光體、片狀珠光體，簡稱珠光體。在650600形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線，只有放大1000倍才能分辨的片層，稱為索氏體。在600550形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍，不能分辨珠光體片層，僅看到黑色的球團狀組織，只有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為屈氏體。珠光體鐵素體電鏡照片珠光體片層3.1.

24、4、貝氏體貝氏體是過飽和的鐵素體和滲碳體的兩相混合物，是過冷奧氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，用B表示。貝氏體轉(zhuǎn)變既有珠光體轉(zhuǎn)變，又有馬氏體轉(zhuǎn)變的某些特征。鋼中貝氏體的形態(tài)，隨鋼的化學成分和轉(zhuǎn)變溫度而異。常見的貝氏體形態(tài)有三種：上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體。上貝氏體過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物，滲碳體在鐵素體針間。過冷奧氏體在中溫（約350550）的相變產(chǎn)物，其典型形態(tài)是一束大致平行位向差為68od鐵素體板條，并在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的碳化物短棒或小片；典型上貝氏體呈羽毛狀，晶界為對稱軸，由于方位不同，羽毛可對稱或不對稱，鐵素體羽毛可呈針狀、點狀、塊狀。若是高碳高合金鋼，看不清針狀羽毛；

25、中碳中合金鋼，針狀羽毛較清楚；低碳低合金鋼，羽毛很清楚，針粗。轉(zhuǎn)變時先在晶界處形成上貝氏體，往晶內(nèi)長大，不穿晶。 下貝氏體同上，但滲碳體在鐵素體針內(nèi)。過冷奧氏體在350Ms的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。其典型形態(tài)是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體，并在其內(nèi)分布著單方向排列的碳化物小薄片；在晶內(nèi)呈針狀，針葉不交叉，但可交接。與回火馬氏體不同，馬氏體有層次之分，下貝氏體則顏色一致，下貝氏體的碳化物質(zhì)點比回火馬氏體粗，易受侵蝕變黑，回火馬氏體顏色較淺，不易受侵蝕。高碳高合金鋼的碳化物分散度比低碳低合金鋼高，針葉比低碳低合金鋼細粒狀貝氏體大塊狀或條狀的鐵素體內(nèi)分布著眾多小島的復相組織。過冷奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部的

26、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。剛形成時是由條狀鐵素體合并而成的塊狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中，可能全部保留成為殘余奧氏體；也可能部分或全部分解為鐵素體和滲碳體的混合物（珠光體或貝氏體）；最可能部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，部分保留下來而形成兩相混合物，稱為M-A組織。無碳化物貝氏體板條狀鐵素體單相組成的組織，也稱為鐵素體貝氏體。形成溫度在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也有類似上面的轉(zhuǎn)變。無碳化物貝氏體一般出現(xiàn)在低碳鋼中，在硅、鋁含量高的鋼中也容易形成。馬氏體下貝氏體殘余奧氏體屈氏體粒狀貝氏體知識拓展：1、貝氏體轉(zhuǎn)變鋼中的貝氏體相變是發(fā)生在珠光

27、體分解和馬氏體相變溫度范圍之間的中溫轉(zhuǎn)變。它既不是珠光體轉(zhuǎn)變那樣的擴散型相變，也不是馬氏體相變那樣的無擴散型（切變型）相變，而是“半擴散型相變”，即只有碳原子能夠擴散，而鐵原子和其他替換合金元素的原子難以擴散。有一下特點：（1）、貝氏體相變是過冷奧氏體在中溫轉(zhuǎn)變區(qū)發(fā)生的非平衡相變，轉(zhuǎn)變溫度較寬，轉(zhuǎn)變有孕育期；（2）、貝氏體轉(zhuǎn)變過程主要是貝氏體鐵素體的形核及長大過程。在不同溫度下，得到不同類型的貝氏體組織形貌；（3）、貝氏體組織的相組成物主要有貝氏體鐵素體和碳化物，但當轉(zhuǎn)變不完全時，還存在殘余奧氏體；（4）、貝氏體轉(zhuǎn)變有表面浮凸效應；（5）、貝氏體相變是擴散型相變。相變中有碳原子的擴散，而且碳的

28、擴散速度控制貝氏體轉(zhuǎn)變速率并影響貝氏體組織形貌。貝氏體轉(zhuǎn)變和珠光體分解的區(qū)別：（1）、珠光體由鐵素體碳化物兩相組成。貝氏體可以由鐵素體碳化物組成，或鐵素體殘余奧氏體組成，或鐵素體M/A島組成，或鐵素體碳化物奧氏體馬氏體多相組成；（2）、珠光體晶核是兩相，即F碳化物；而貝氏體的晶核是單相，即貝氏體鐵素體（BF）；（3）、珠光體共析分解反應式為AF+Fe3C；貝氏體相變不能寫成此式，上貝氏體和下貝氏體中的碳化物晶核何時形成，以什么形態(tài)長大，碳化物析出與否，都要視具體條件而定，而不與鐵素體共析發(fā)生；（4）、珠光體分解在晶界形核，而貝氏體相變的形核可在晶界也可在晶內(nèi)；（5）、珠光體是過冷奧氏體在高溫區(qū)

29、平衡分解或接近平衡分解的產(chǎn)物，而貝氏體是中溫區(qū)的非平衡分解產(chǎn)物；（6）、珠光體中鐵素體可以是片狀的（片狀珠光體），或等軸狀的（粒狀珠光體），其中的位錯密度低；而貝氏體鐵素體由亞單元乃至超細亞單元構成，位錯密度較高，甚至發(fā)現(xiàn)存在精細孿晶；（7）、珠光體中鐵素體、滲碳體兩相存在著比例關系，如共析碳鋼的珠光體中，滲碳體的相對量約占13；而貝氏體中各相沒有固定的比例關系，碳化物析出不定，還會夾雜著殘留奧氏體相。因此，貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變有著本質(zhì)的區(qū)別，貝氏體相變絕非共析分解。可將貝氏體定義為：鋼中貝氏體是過冷奧氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，它以貝氏體鐵素體為基體，同時可能存在著滲碳體和碳化物、殘留奧氏體等相構

30、成的整合組織。貝氏體鐵素體的形貌多呈條片狀，內(nèi)部由規(guī)則排列的亞單元及較高密度的位錯等亞結構。2、鋼中貝氏體的形貌和亞結構貝氏體分上貝氏體和下貝氏體2.1、上貝氏體形貌上貝氏體是在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的上部形成的，主要分為四種：（一）、無碳（化合物）貝氏體無碳（化合物）貝氏體有時也稱為B型貝氏體。這種貝氏體在低碳低合金鋼中出現(xiàn)幾率較多。當上貝氏體組織中只存在貝氏體鐵素體和殘留奧氏體而不存在碳化物時，這種貝氏體就是無碳化物貝氏體，或稱無碳貝氏體。無碳貝氏體的鐵素體片條平行排列，其尺寸及間距較寬，片條間是富碳奧氏體，或其冷卻過程的產(chǎn)物。往往在如下情況下出現(xiàn)：（1）、由于Si、Al不溶于滲碳體中，故延遲滲

31、碳體的形成（低碳鋼和低合金鋼中Fe的含量也很低），因此在硅鋼和鋁鋼的上貝氏體中，常常在室溫時還殘留殘余奧氏體，而不形成滲碳體，形成無碳貝氏體。如下圖：（2）、在低碳合金鋼中，形成貝氏體鐵素體后，滲碳體尚未析出，貝氏體鐵素體間仍為奧氏體，碳不斷向奧氏體中擴散富集，使奧氏體趨于穩(wěn)定而保留下來，形成無碳化物貝氏體。（二）、粒狀貝氏體當奧氏體冷卻到上貝氏體的較高穩(wěn)定區(qū)。析出貝氏體鐵素體后，由于碳擴散到奧氏體中，使奧氏體不均勻的富碳，不再轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體。這些奧氏體區(qū)域（島）一般呈粒狀或長條狀，分布在鐵素體基體上（BF）。這種奧氏體在冷卻或等溫過程中，可以部分地分解或轉(zhuǎn)變，島內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)镸/A組織，這種組織稱為

32、粒狀貝氏體。見下圖在奧氏體未分解之前，粒狀貝氏體實際上是無碳貝氏體。因此，無碳貝氏體是粒狀貝氏體的一種特殊組織形態(tài)。（三）、經(jīng)典上貝氏體經(jīng)典上貝氏體由板條狀鐵素體和條間分布不連續(xù)碳化物所組成。貝氏體鐵素體條間碳化物是片狀形態(tài)的細小滲碳體。經(jīng)典上貝氏體的組織形態(tài)呈現(xiàn)羽毛狀，如上圖所示。經(jīng)典上貝氏體隨溫度降低和鋼中碳含量的增高，板條狀鐵素體（BF）變薄，位錯密度提高，碳化物顆粒變小，彌散度增加。（四）此外，還有“準上貝氏體”，它與無碳貝氏體相似，也沒有碳化物，其貝氏體鐵素體之間的富碳奧氏體是層薄膜。怎么樣區(qū)分上貝氏體和魏氏體？兩者的組織特征：    魏氏組織鐵素體：過冷奧氏體先

33、析出相，單相組織，鐵素體呈針狀，針體較粗，針間距離較寬，光鏡下可辨間距，針間組織為珠光體；    上貝氏體：過冷奧氏體中高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，復相組織，基體為鐵素體，第二相為碳化物。鐵素體呈相互平行的條狀，鐵素體條細窄，條間距離非常小，光鏡下不可辨間距，條間組織為碳化物，碳化物形態(tài)光鏡下不可辨。上貝氏體由晶界向兩邊(或一邊)晶內(nèi)生長，在光鏡下呈羽毛狀。魏氏體是一種鋼材過熱狀態(tài)下快速冷卻得到的組織，為針狀結構。同羽毛狀貝氏體的貝氏體形成條件是截然不同的，力學性能存在很大差異。一旦判斷錯了將給產(chǎn)品的質(zhì)量評價造成誤斷。要區(qū)分并不難：由于過熱造成晶粒粗大，魏氏體中鐵素體針條在顯微鏡100倍

34、下觀察已清晰顯現(xiàn)；然而貝氏體在該放大倍率下是看不到鐵素體排列規(guī)律的，需要更高的倍數(shù)才能觀察到羽毛狀組織，雖然它們形態(tài)似乎有些相近，畢竟存在本質(zhì)的區(qū)別，一個低倍數(shù)就能看清，另一個必須再放大數(shù)倍其特征才顯現(xiàn)。魏氏體與貝氏體本質(zhì)上都是切邊形成的。但貝氏體sheaf是由一系列貝氏體plate形成的，而魏氏體是有兩個對稱的鉄素大片形成。貝氏體的形核有無碳遷移參與，而長大有碳遷移參與。而魏氏體的形核與長大都有碳遷移參與。這在TEM下很容易分辨。金相下一般魏氏體比較粗大，呈楔形，由于內(nèi)部缺乏微細結構比較亮，而貝氏體由于具有微細結構，容易腐蝕，比較黑。2.2、下貝氏體相貌下貝氏體是在貝氏體相變溫度的下部形成的

35、，呈單個條片狀，條片間經(jīng)常呈交角相遇。下貝氏體優(yōu)先在奧氏體晶內(nèi)成核，也在晶界形核。下貝氏體形態(tài)主要分經(jīng)典下貝氏體和準下貝氏體。（一）、經(jīng)典下貝氏體經(jīng)典下貝氏體在光學顯微鏡下呈黑色針狀，與回火馬氏體相似，碳化物排列在片內(nèi)，一般與片的長軸成550600夾角，也有與長軸平行的。在等溫初期先形成碳化物，長時間等溫則形成滲碳體，尤其在硅鋼中易見到下貝氏體中存在碳化物。（二）、準下貝氏體準下貝氏體不同于經(jīng)典下貝氏體，在它的鐵素體BF內(nèi)按一定角度排列的是殘余奧氏體而不是碳化物。在準下貝氏體的鐵素體條內(nèi)，可以見到許多亞板條，它常在含硅鋼中出現(xiàn)。延長等溫時間，奧氏體膜將分解為碳化物，而形成經(jīng)典下貝氏體。3.1.

36、5、馬氏體和回火馬氏體馬氏體是碳在Fe中的過飽和固溶體，是靠無擴散的奧氏體切變方式在鋼中形成的相，是淬火鋼的基本組織。碳落入八面體間隙位置，導致體心立方晶格結構的鐵素體過飽和，使馬氏體晶格產(chǎn)生正方性。馬氏體的碳原子濃度愈高，晶格的正方性愈大。馬氏體相變具有非熱動力學特性，即形成的馬氏體與轉(zhuǎn)變時間無關，只是低于Ms點的溫度（馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度）的過冷度的函數(shù)。3.1.6、魏氏體亞共析鋼因為過熱形成的粗晶奧氏體，在一定的冷卻條件下，除在原來奧氏體晶界上析出塊狀Fe外，還有從晶界向晶內(nèi)生長的互成一定角度的或相互平行的片針狀Fe，這種組織為魏氏組織。對于過共析鋼，魏氏組織為成針狀或桿狀的滲碳體組成。當

37、鋼在熱加工、正火或退火熱處理時，當出現(xiàn)過熱而使鋼的奧氏體晶粒比較粗大，且冷卻速度適當時，形成魏氏組織。鋼中一旦出現(xiàn)魏氏組織，其力學性能將出現(xiàn)下降，尤其是沖擊功和斷面收縮率將下降很多。采用完全退火可消除魏氏組織。魏氏組織明顯的特征是晶粒粗大，一般在放大100倍的觀察晶粒大小。但魏氏組織的細微形態(tài)一般在放大400500倍左右比較明顯。例如要區(qū)分魏氏體和貝氏體。放大倍數(shù)應在500倍左右組織說明：45鋼，850正火，4硝酸酒精溶液浸蝕。黑色為細片狀珠光體，白色為鐵素體，鐵素體大部分沿原奧氏體晶界呈塊狀析出，少部分呈針狀向晶粒內(nèi)穿插，而呈魏氏體組織狀態(tài)屬過熱正火組織。組織為放大500倍。3.1.7、回火

38、索氏體和托氏體鋼在350400回火形成的顯微組織稱為托氏體鋼在高溫回火形成的顯微組織稱為回火索氏體3.1.8、先共析鐵素體3.1.9、Fe（鐵素體）912Cr馬氏體熱強鋼的強化機理及Fe的形成機制這種類型的鋼種，一般添加提高熱強性及淬透性的元素如鉬、鎢、釩、鈮、鈦等，加入鉬、鎢，可在高Cr鋼中形成單一的（Cr、Mo、W、Fe）23C6，這類碳化物在小于650時不易聚集長大，產(chǎn)生了更穩(wěn)定的彌散強化作用。同時鉬、鎢在固溶體中也也增加了固溶強化的效果，提高了淬火后形成馬氏體鐵素體板條再結晶的溫度。因之，整體的回火穩(wěn)定性大大提高。加入V和Nb，形成更加穩(wěn)定的碳化物（V、Nb）C，使M23C6型碳化物不

39、易形成，從而使更多的Mo、W溶與Fe基體中，這樣使鋼的熱強性進一步提高。含釩、鈮的鋼具有更好的回火穩(wěn)定性和更高的蠕變極限。當鋼種鎢的含量達到24時，還可在鋼種形成更穩(wěn)定的Fe2W金屬間化合物，進一步提高其熱強性。當鋼中加入鉬、鎢、釩、鈮等合金化元素時，鋼中將由于縮小相區(qū)，從而出現(xiàn)使鋼強度、熱強性下降的鐵素體。由于成分偏析、鍛造加熱溫度過高、淬火加熱溫度過高將出現(xiàn)高溫鐵素體（即鐵素體）。鐵素體多沿原奧氏體晶界分布，呈串狀或多邊形形貌。它的出現(xiàn)將降低鋼的強度和沖擊韌性，標混規(guī)定，鐵素體含量不允許超過8。3.1.10、屈氏體3.1.11、萊氏體4、 鋼的熱處理不合格組織4.1、過熱和過燒金屬或合金在

40、熱處理加熱時，由于加熱溫度過高，晶粒長得很大，以致性能顯著降低的現(xiàn)象，稱之為過熱；加熱溫度接近其固相線（應該為液相線）附近時，晶界氧化和開始部分熔化的現(xiàn)象，稱之為過燒。鋼的過熱組織有：晶粒粗大、馬氏體粗大、殘余奧氏體過多、魏氏組織、網(wǎng)狀碳化物、石墨化（黑脆）、共晶組織、萘狀斷口、石狀斷口、鐵素體過多增補第I部分。電站鍋爐用鋼的金相分析一 鍋爐受熱面知識拓展超超臨界機組超超臨界機組和超臨界機組指的是鍋爐內(nèi)工質(zhì)的壓力。鍋爐內(nèi)的工質(zhì)都是水，水的臨界壓力是:22.115MPA 347.15 ；在這個壓力和溫度時，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的臨界點，爐內(nèi)工質(zhì)壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐，大于這個壓

41、力就是超臨界鍋爐，爐內(nèi)蒸汽溫度不低于593或蒸汽壓力不低于31 MPa被稱為超超臨界。 超臨界、超超臨界火電機組具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果，超超臨界機組與超臨界機組相比，熱效率要提高1.2%，一年就可節(jié)約6000噸優(yōu)質(zhì)煤。未來火電建設將主要是發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界（SC）和超超臨界（USC）火電機組，它們在發(fā)達國家已得到廣泛的研究和應用。1.1 鍋爐水冷壁管子表1常用鋼材化學成分鋼號化學成分（%）CMnSiCrMoVTiBWNiALNbNSP12CrMoG0.080.150.400.700.170.370.400.700.400.550.03015CrMoG(T12)13CrMo440.

42、120.180.400.700.170.370.801.100.400.550.030SA-213T230.040.100.100.600.501.902.600.050.300.200.300.00050.0061.451.750.030.020.080.030.030SA-213T240.050.100.300.700.150.452.202.600.901.100.200.300.050.100.00150.0070.020.120.02012Cr1MoVG0.080.150.400.700.170.370.901.200.250.350.150.300.030表2超超臨界鍋爐常用水冷壁

43、管金相組織鋼號12CrMoG15CrMoG(T12)13CrMo44SA-213T23SA-213T2412Cr1MoVG組織珠光體+塊狀鐵素體珠光體+鐵素體回火貝氏體回火貝氏體珠光體+鐵素體臨界點Ac1：720Ac3：880Ar1：695Ar3：790Ac1：745Ac3：845Ac1：800Ac3：960Ac1：820Ac3：960Ac1：771Ac3：893Ar1：647Ar3：7961.1.1其他特性資料(1) 15CrMoG(T12)熱處理：15CrMo鋼管在正火加回火狀態(tài)下使用，GB5310-1995規(guī)定的熱處理制度為：正火溫度930960，回火溫度680720，周期式爐保溫時間&

44、gt;2h，連續(xù)式爐保溫時間>1h。當熱軋鋼管的終扎溫度符合符合規(guī)定的正火溫度，可用熱軋代替正火。熱處理后的組織為珠光體加塊狀鐵素體。回火時應注意不要使回火溫度超過Ac1溫度，否則在回火加熱時會發(fā)生部分奧氏體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生少量馬氏體和針狀貝氏體，導致鋼管的熱強性能降低。(2)SA-213T23熱處理：SA-213T23鋼管在正火加回火狀態(tài)下使用，在較大的冷卻速度范圍內(nèi)（0.8K/s200K/s冷卻速度有點夸張，搞不明白）均轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w+馬氏體組織結構，馬氏體的最大硬度僅為350HV，瓦盧瑞克·曼內(nèi)斯特鋼管公司編制的內(nèi)部熱處理工藝為：在1060±10的正火，會使大多數(shù)沉淀物

45、溶解；在760±15的回火，是鉻碳化物和細小的鈮氮碳化物沉淀，從而改變了蠕變特性。熱處理后顯微金相組織為具有最佳沉淀物的回火貝氏體+馬氏體組織結構。（3）、SA-2133T24熱處理：SA-213T23鋼管在正火加回火狀態(tài)下使用，在與T23相同的冷卻速度范圍內(nèi)（0.8K/s200K/s）同樣轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w+馬氏體組織結構，其最大硬度也在350HV左右，瓦盧瑞克·曼內(nèi)斯特鋼管公司編制的內(nèi)部熱處理工藝為：在1000±10的正火，會使大多數(shù)沉淀物溶解；在750±15的回火，會發(fā)生強化沉淀物的最佳形成。熱處理后顯微金相組織為具有最佳沉淀物的回火貝氏體+馬氏體組織結

46、構。（4）、12Cr1MoVG熱處理：12Cr1MoVG鋼管對熱處理比較敏感正火溫度、回火溫度、保溫時間、冷卻速度對鋼的組織和持久強度都有一定的影響。，GB5310-1995規(guī)定的熱處理制度為：正火溫度9801020，保溫時間按壁厚1min/mm計算，但不少于2omin?；鼗饻囟?20760，周期式爐保溫時間>2h，連續(xù)式爐保溫時間>1h。當壁厚>3040mm時，應進行強制冷卻強制冷卻什么意思？要淬火？；當壁厚大于40mm時，應進行調(diào)質(zhì)處理，淬火溫度為950990，回火溫度為720760，周期式爐保溫時間>2h。當熱軋鋼管的終扎溫度符合符合規(guī)定的正火溫度，可用熱軋代替正

47、火。熱處理后的組織為珠光體+塊狀鐵素體。1.2鍋爐省煤器管省煤器的作用是利用鍋爐排煙加熱鍋爐給水，一般布置在鍋爐尾部，工作溫度不高，但工作溫度波動較大，還要受煙氣硫腐蝕。省煤器蛇形管排容易產(chǎn)生脈動疲勞損傷，管子外壁還要受到煙氣中飛塵顆粒的磨損作用。超超臨界省煤器管用鋼見下表：國別技術條件牌號化學成分（%）CSiMnSPCrNiCu中國GB5310-199520G0.170.240.170.370.350.650.0300.0300.250.250.20GB5310-1995200.170.240.170.370.350.650.0350.0350.250.250.25德國DIN17175-1979St45.8/0.210.100.350.401.200.0400.0400.250.30-美國ASMW SA-210SA-210C0.350.100.291.060.0350.035-其他特性參數(shù)鋼號20G組織珠光體+鐵素體臨界點Ac1：