材料供货状态为经固溶处理,即1060~1070℃保温15~30min后空冷或者风冷,组织为单相奥氏体。本试验通过提高温度加速TP304H不锈钢的老化,时效温度为650、700和750℃,时效时间分别为30、60和150d,通过时效模拟研究TP304H不锈钢管在长期运行中的组织变化特征。
高温时效模拟试样及原始试样经磨制、抛光、王水腐蚀后,利用光学显微镜观察晶粒大小,采用QUANTA 400扫描电镜进行组织分析,借以观察试样组织形态,并用Image-Pro Plus软件对显微组织定量分析,对比析出相的分布及特征,利用SEM附带的能谱仪进行成分分析。利用碱性高锰酸钾溶液腐蚀试样,通过观察金相显微镜下试样表面是否出现橘红色斑,来确定TP304H不锈钢时效后σ相的存在。研究结果表明:
(1)TP304H不锈钢原始组织为奥氏体,孪晶界清晰可见;高温时效后晶粒尺寸逐渐增大,晶界粗化,孪晶减少,异常长大晶粒增多。
(2)TP304H不锈钢在650、700和750℃时效过程中,析出相总量随时间的延长呈幂函数增长,析出相面积分数即析出相总量分别符合函数S650=0.084t0.454、S700=0.281t0.327、S750=0.313t0.338。
(3)TP304H不锈钢在650、700℃分别时效30d后,析出相主要为碳化物,时效60d后析出相除碳化物外还有极少量σ相,主要成分为Fe、Cr;在750℃时效30d后,析出相数量增加显著,主要为碳化物,且有少量σ相。
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