影响316不锈钢无缝管晶间腐蚀敏感性的因素有哪些?
316不锈钢无缝管在日本的应用已超过十年,而在中国最近几年才开始应用。由于316不锈钢无缝管作为超超临界机组锅炉高温段过热器和再热器的设计温度一般为600~610℃,正处于316不锈钢无缝管的敏化温度(450~850℃)的中心区域,是M23C6沿晶析出的最敏感温度,容易导致晶间腐蚀的发生,而316不锈钢无缝管中上限高达0.13%的碳含量也加重了M23C6沿晶析出的可能程度。Super304H不锈钢,因晶间腐蚀导致其泄露失效。为此,有必要就成分、成材工艺、时效处理等方面对316不锈钢无缝管晶间腐蚀敏感性的影响进行系统研究。
山东龙川生产的316不锈钢无缝管,其规格为Φ48mm×7mm(直径×壁厚),供货态热处理为1150℃固溶处理。用岛津PDA-700光电发射直读光谱仪测定其化学成分(表1),其中C含量处于标准下限,Nb/C质量比为5.7左右。此外,钢中还存在非ASME标准规定的元素Mo,能强化不锈钢中Cr元素的耐蚀性。
经过1150℃×15min固溶处理后316不锈钢无缝管的晶粒度维持在7~10级;经不同温度的稳定化处理后析出相的数量较固溶态明显增加,其中950℃仍为敏化温度,有大量M23C6(M=Fe,Cr)沿晶界析出;随着稳定化温度的升高Nb(C,N)的析出数量随之增加,抗晶间腐蚀性能不断提高;当温度达到1100℃时Nb(C,N)的析出量达到最多,其抗晶间腐蚀性能较固溶态有明显提高;1100℃处于316不锈钢无缝管的固溶温度范围,明显高于传统1Cr18Ni9Ti型不锈钢的稳定温度900℃,说明316不锈钢无缝管供货态的固溶处理工艺实际上兼顾了固溶与稳定化的双重作用。