珠光體的球化和碳化物聚集1、珠光體的球化定義：當溫度較高時，原子的活動力增強，擴散速度增加，片狀滲碳體便逐漸轉(zhuǎn)變成球狀，再逐漸聚集成大球團的現(xiàn)象。本文檔共29頁；當前第1頁；編輯于星期一\4點58分20號鋼珠光體球化金相組織圖（a）未球化（原始態(tài)）組織250×；(b)球化后的組織500×本文檔共29頁；當前第2頁；編輯于星期一\4點58分2、球化對金屬材料性能的影響（1）對室溫機械性能的影響珠光體球化會使材料的室溫強度降低（2）對高溫機械性能的影響珠光體球化會使材料的的蠕變極限和持久強度明顯下降本文檔共29頁；當前第3頁；編輯于星期一\4點58分3、影響珠光體球化的因素溫度的影響化學成分的影響應力作用的影響晶粒度的影響冷加工變形程度本文檔共29頁；當前第4頁；編輯于星期一\4點58分4、珠光體球化的級別球化級別的劃分的依據(jù)：是以球化的組織狀態(tài)和相應的機械性能來表示。本文檔共29頁；當前第5頁；編輯于星期一\4點58分本文檔共29頁；當前第6頁；編輯于星期一\4點58分5、材料發(fā)生球化后的恢復處理

已發(fā)生球化的鋼可采用熱處理的方法使之恢復原來的組織。將已發(fā)生球化的珠光體鋼加熱到完全變成奧氏體組織的溫度（略高于900℃），保溫一定時間（約1小時左右），由于相變與再結(jié)晶，在冷卻后可得到原來的金相組織，從而消除了球化現(xiàn)象本文檔共29頁；當前第7頁；編輯于星期一\4點58分石墨化1、石墨化的產(chǎn)生及對材料性能影響定義：是指鋼中的滲碳體分解成為游離碳，并以石墨形式析出，在鋼中形成石墨夾雜的一種組織轉(zhuǎn)變。性能：石墨化現(xiàn)象的發(fā)生會使鋼材性能惡化，脆性急劇增大，容易導致鋼管發(fā)生脆性爆破事故。本文檔共29頁；當前第8頁；編輯于星期一\4點58分石墨化條件：高溫、應力、溫度（450℃~700℃）反應式：（石墨）組織變化過程：片狀滲碳體→球狀滲碳體→分解為石墨點→長大成球→逐漸發(fā)展為球狀、團絮狀和鏈狀本文檔共29頁；當前第9頁；編輯于星期一\4點58分2、石墨化的級別鋼材石墨化按石墨化面積、石墨鏈的長度、組織特征及其機械性能，通常將石墨化分為4級：

1級—輕度石墨化2級—明顯石墨化3級—顯著石墨化4級—嚴重石墨化本文檔共29頁；當前第10頁；編輯于星期一\4點58分石墨化的級別對應的機械性能本文檔共29頁；當前第11頁；編輯于星期一\4點58分石墨化的級別對應的組織特征本文檔共29頁；當前第12頁；編輯于星期一\4點58分石墨化評級圖(a)1級；(b)2級；(c)3級；(d)4級本文檔共29頁；當前第13頁；編輯于星期一\4點58分3、石墨化的影響因素溫度、時間化學成份：鉻、鈦、釩、鈮等防止石墨化。硅、鋁、鎳等卻起促進石墨化。晶粒大小冷加工變形程度等存在的應力問題本文檔共29頁；當前第14頁；編輯于星期一\4點58分合金元素在固溶體和碳化物之間的重新分配1、合金元素的重新分配過程定義：合金元素隨時間由一種組織組成物向另一種組織組成物轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象分配特點：固溶體中合金元素的含量逐漸減少，碳化物中合金元素含量逐漸增多，即合金元素由固溶體向碳化物轉(zhuǎn)移，使固溶體中合金元素貧化。本文檔共29頁；當前第15頁；編輯于星期一\4點58分性能變化：鋼的固溶強化作用顯著降低，同時沉淀強化的作用也減弱，因此材料的強度、蠕變極限和持久強度下降影響因素：溫度、時間、成分（特別是含碳量）、應力發(fā)生原因：合金元素原子溶入鐵素體→固溶體→產(chǎn)生晶格畸變→晶格不穩(wěn)定→在高溫的作用下→合金元素原子從固溶體中轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的碳化物中→

固溶體的貧化本文檔共29頁；當前第16頁；編輯于星期一\4點58分合金元素的重新分配過程包含兩個方面：固溶體和碳化物中合金元素含量的變化，亦即碳化物成分的變化；碳化物結(jié)構(gòu)類型、數(shù)量和分布形式的變化。本文檔共29頁；當前第17頁；編輯于星期一\4點58分2、固溶體和碳化物中合金元素成分的變化（1）低合金鉻鉬鋼(a)15CrMo鋼(b)12MoCr鋼管道用鋼碳化物中的鉬質(zhì)量分數(shù)與運行時間的關系本文檔共29頁；當前第18頁；編輯于星期一\4點58分本文檔共29頁；當前第19頁；編輯于星期一\4點58分更正（2）低合金鉻鉬釩鋼本文檔共29頁；當前第20頁；編輯于星期一\4點58分3、碳化物結(jié)構(gòu)類型、數(shù)量和分布的變化

變化的原因：是使碳化物由亞穩(wěn)定相向穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變本文檔共29頁；當前第21頁；編輯于星期一\4點58分本文檔共29頁；當前第22頁；編輯于星期一\4點58分碳化物的形狀：當晶粒內(nèi)部析出細小的針狀時，鋼的熱強性提高；當細小的聚集粗大時，熱強性降低。碳化物的分布狀態(tài)：碳化物首先在晶界析出，使晶界性質(zhì)發(fā)生較大的改變；當碳化物聚集在晶界上呈連續(xù)膜狀時，削弱了晶界強度，從而產(chǎn)生蠕變裂紋，甚至造成沿晶脆性斷裂。本文檔共29頁；當前第23頁；編輯于星期一\4點58分材質(zhì)退化對低周疲勞特性的影響1、汽輪機轉(zhuǎn)子材料的軟化特性運行140,000小時的汽輪機高、中壓轉(zhuǎn)子的軟化本文檔共29頁；當前第24頁；編輯于星期一\4點58分2、硬度與低周疲勞特性之間的關系本文檔共29頁；當前第25頁；編輯于星期一\4點58分Timo曲線本文檔共29頁；當前第26頁；編輯于星期一\4點58分曲線

30Cr2MoV鋼曲線本文檔共29頁；當前第27頁；編輯于星期一\4點58分材質(zhì)退化對蠕變特性的影響轉(zhuǎn)子的運行溫度和斷裂時間仍然可以用Larson-Miller參數(shù)