Effect of Aging Temperature and Time on the Structure and Precipitated Phase of TP304H Stainless Steel

Efecto de la temperatura y el tiempo de envejecimiento sobre la estructura y la fase precipitada del acero inoxidable TP304H

El acero inoxidable TP304H tiene una alta resistencia térmica y buena resistencia a la oxidación, ampliamente utilizado en la sección de alta temperatura de sobrecalentadores de calderas y recalentadores de más de 600℃, y la temperatura máxima de funcionamiento puede llegar a 760℃. El uso de Acero inoxidable TP304HEl acero inoxidable TP304H, hasta cierto punto, resuelve la rotura del tubo por sobretemperatura causada por la gran diferencia de temperatura del humo del horno, y mejora significativamente la seguridad del funcionamiento de la caldera. Sin embargo, el acero inoxidable TP304H es propenso a la transformación estructural durante el funcionamiento a alta temperatura a largo plazo, lo que provoca el envejecimiento del material. Por lo tanto, el estudio de la transformación estructural del acero inoxidable TP304H acero inoxidable austenítico y sus factores de influencia cuando funciona en condiciones de alta temperatura es de gran importancia para organizar racionalmente el tiempo de funcionamiento del material, controlar en línea el grado de daño de la tubería y mejorar el propio material. Por este motivo, mediante el ensayo de simulación de envejecimiento a alta temperatura, se estudia la influencia de la temperatura y el tiempo de envejecimiento en la estructura y la fase de precipitación del acero inoxidable TP304H, lo que proporciona una referencia para el servicio seguro del acero inoxidable TP304H.

La condición de entrega del material de prueba es el recocido en solución, es decir, refrigerado o enfriado al aire después de mantenerlo a 1060～1070℃ durante 15～30min, y la estructura es de austenita monofásica. Este experimento acelera el envejecimiento del acero inoxidable TP304H aumentando la temperatura. La temperatura de envejecimiento es de 650℃, 700℃ y 750℃, y el tiempo de envejecimiento es de 30d, 60d y 150d, respectivamente. Las características de cambio de estructura de la tubería de acero inoxidable TP304H en funcionamiento a largo plazo se estudian mediante simulación de envejecimiento.

Tras la simulación de envejecimiento a alta temperatura, se trituran la muestra y la muestra original, pulidoLa muestra se corroe con una solución alcalina de permanganato potásico y se corroe con agua regia; el tamaño del grano cristalino se observa con un microscopio óptico y la estructura se analiza con el microscopio electrónico de barrido QUANTA 400 para observar la estructura de la muestra, y se utiliza el software Image-Pro Plus para analizar cuantitativamente la microestructura, comparar la distribución y las características de las fases precipitadas y utilizar el espectrómetro de energía acoplado al SEM para el análisis de los componentes. La muestra se corroe mediante una solución alcalina de permanganato potásico, y la presencia de fase σ tras el envejecimiento del acero inoxidable TP304H se determina observando si hay manchas de color rojo anaranjado en la superficie de la muestra bajo el microscopio metalográfico. La investigación indica:

La estructura original del acero inoxidable TP304H es austenítica, y los límites de grano gemelos son claramente visibles; tras el envejecimiento a alta temperatura, el tamaño de grano aumenta gradualmente, los límites de grano se hacen más gruesos, los gemelos disminuyen y los granos anormalmente crecidos aumentan.
Durante el proceso de envejecimiento del acero inoxidable TP304H a 650℃, 700℃ y 750℃, la cantidad total de fases precipitadas aumenta con la prolongación del tiempo, y la fracción de área de las fases precipitadas, es decir, la cantidad total de fases precipitadas, se ajusta respectivamente a las funciones S650=0,084t0,454, S700= 0,281t0,327, S750=0,313t0,338.
Tras el envejecimiento del acero inoxidable TP304H a 650℃ y 700℃ durante 30 días, las fases precipitadas son principalmente carburos. Tras 60 días de envejecimiento, hay muy pocas fases σ además de carburos. Los principales componentes son Fe y Cr; envejecido a 750°C durante 30 días Después, el número de fases precipitadas aumentó significativamente, principalmente carburos con una pequeña cantidad de fases σ.

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