收稿日期:２０２３Ｇ０６Ｇ２５.作者简介:杨家兵,男,１９８６年毕业于武汉化工学院化工机械专业,学士,主要从事静设备管理工作,高级工程师.Email:Yangjb．zhsh＠sinopec．com.P１２耐热钢蠕变微观组织演化研究及寿命预测分析杨家兵(中韩(武汉)石油化工有限公司,湖北武汉４３００８２)摘要:为探究P１２耐热钢蠕变断裂机理,对P１２耐热钢在６３０℃、７０MPa应力条件下进行了一系列不同加载时间的蠕变试验,然后对蠕变后的试样进行金相显微组织检测和扫描电镜分析,以获得其高温蠕变过程中微观组织的演化情况,同时结合计算机图像处理技术对P１２耐热钢在蠕变条件下的碳化物析出和珠光体球化程度进行了定量分析.分析结果表明:蠕变时间的延长会加剧P１２耐热钢碳化物析出程度,一方面碳化物的数量不断增多,另一方面碳化物的尺寸也随之增大;而珠光体球化级别也随蠕变时间的累积而加剧,蠕变时间为３６０h时,珠光体球化级别即高达３级;此外,珠光体组织中的渗碳体数量和尺寸随蠕变的加剧而急剧减小.蠕变过程中,P１２耐热钢微观组织的劣化或将是其蠕变断裂的重要因素.文章还对P１２高温蒸汽管道进行寿命预测以及高温持久试验,确定了P１２耐热钢的MansonＧHaferd参数PMH(σ)与应力σ之间的关系,并基于MansonＧHaferd参数法预测出应力σ为４３．１５MPa、服役温度为５２０℃的P１２高温蒸汽管道的服役寿命为１９．９８万h.关键词:P１２耐热钢蠕变断裂微观组织组织演化寿命预测MansonＧHaferd参数法doi:１０．３９６９/j．issn．１００６－８８０５．２０２３．０５．００７耐热钢是指在高温环境下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢.工程上按照其正火组织将耐热钢分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和珠光体耐热钢等【１】.耐热钢因其优越的性能被广泛应用在石油化工、航空航天、能源电力等领域.然而,在实际工程中却时常发现耐热钢设备在远低于设计寿命的情况下出现蠕变断裂失效,这与耐热钢所处服役环境有着密切的关系.研究发现【２】,高温环境下耐热钢的力学性能与常温(较低温)时有着显著的差别,即使应力远低于常温屈服强度,钢材也会发生蠕变断裂.考虑到蠕变断裂的危害性,国内外研究者对不同金属材料的蠕变断裂机制作了大量的研究.刘源等【３】在６００℃、１００MPa应力条件下进行了P９１铁素体耐热钢的蠕变试验,通过扫描电镜及EBSD(电子背散射衍射技术)对蠕变过程中不同区域的微观组织进行了观察,发现经过２０００h蠕...
