不同服役状况下高温耐热合金碳的迁移与转化研究
发布时间：2020-12-15 21:48
用于制造乙烯裂解炉管的Cr25Ni35Nb或Cr35Ni45Nb耐热合金常因高碳势、低氧压和高温环境而承受高温氧化损伤、渗碳损伤等失效。本文以Cr25Ni35Nb或Cr35Ni45Nb耐热合金为研究对象,探讨其在高碳势、低氧压和高温的环境下服役中碳的迁移与转化研究,主要研究内容和结论如下:（1）进行了Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金材料单一氧化试验、预氧化+真空渗碳试验、单一真空渗碳试验与微观组织观测。采用光学显微镜（OM）和背散射扫描电镜（BSE-SEM）,观测试验前后两种材料的微观组织变化情况,讨论渗碳层厚度增长、不同碳化物形貌转变、二次碳化物析出与区域定性分布情况。另外采用EDS进行试样点、线和面扫描,分析晶界与晶内碳化物迁移与转变情况。研究结果表明:渗碳温度增加,渗碳速率增加;预氧化后材料表层破坏较严重,渗碳速率较快;真空渗碳试验中同样条件下Cr25Ni35Nb材料的渗碳层厚度高于Cr35Ni45Nb,渗碳加快了两种材料腐蚀,温度每变化50℃,试样渗碳速率常数增加约1倍。Cr35Ni45Nb材料的抗渗碳性与抗高温氧化性强于Cr25Ni35Nb。（2）Cr25Ni3...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预氧化和渗碳图片
图 1-2 炉管外壁温度随结焦层厚度变化趋势changing trend of temperature of the outer wall of furnace tube change of the coke layer移与转化的数学模型内部渗碳涉及的碳化物扩散、析出、转化等，主要是法等。]等人利用扩散系数法建立了数学模型：C0+（Cg-C0） DtDtxerfcDxtDtx 2exp2原始碳浓度；相碳势计算的碳浓度；界面反应的传递系数；奥氏体中的扩散系数。
硕士学位论文碳设备渗碳设备中日本的设备性能较好，它的渗碳炉经过验东方公司生产制造的探头能够在真空条件下检测碳浓度，这种探头能够实现与常压下气体渗碳一样的公司还推出了“带有气氛控制系统(压力≤4kPa)的真空的主要设备有北京易西姆工业炉科技发展有限公司压周期式真空渗碳炉，如图 1-3 所示。该设备能够根择单室、双室、三室或多室。炉体内装有工件自动转等诸多部件，多台设备组合成一条渗碳生产线，模块识别在线渗碳室模块，完成批量工件的在线渗碳淬火运行，但是不利于加工复杂材料。
【参考文献】：
期刊论文
[1]20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律与高温渗碳工艺[J]. 顾亚桃,杨明华,陈强. 金属热处理. 2019(02)
[2]不同缺口形式小冲杆试样测试3Cr1MoV钢韧脆转变温度的对比[J]. 周腾飞,关凯书. 机械工程材料. 2018(12)
[3]金属材料维氏硬度试验不确定度分析[J]. 乔磊,苏建锋,徐林. 物理测试. 2018(06)
[4]显微维氏硬度块测量不确定度评定[J]. 李卫军,文光平,侯春梅. 价值工程. 2018(23)
[5]乙烯裂解炉管渗碳蠕变复合损伤的剩余寿命评价方法[J]. 韩志远,李强,王立坤,孙国豪,谢国山,曹逻炜,杜晨阳. 化工机械. 2018(03)
[6]乙烯裂解炉管结焦机理及其防护措施研究进展[J]. 孙孝儒,沈利民. 腐蚀科学与防护技术. 2017(05)
[7]服役5年后乙烯裂解炉管的组织与性能研究[J]. 连晓明,钱兵,刘春娇,陈学东,陈涛. 压力容器. 2016(08)
[8]乙烯裂解炉炉管失效形式及其原因分析研究进展[J]. 金沛斌,沈利民. 化工机械. 2016(03)
[9]2015年世界及中国乙烯工业发展现状与2016年展望[J]. 吕晓东. 当代石油石化. 2016(04)
[10]HPM乙烯裂解炉管的渗碳损伤研究[J]. 张振杰,任世科. 化工机械. 2015(04)
博士论文
[1]奥氏体不锈钢低温气体渗碳层组织性能及催渗技术研究[D]. 马飞.机械科学研究总院 2015
硕士论文
[1]高温复杂环境对乙烯裂解炉管性能影响分析[D]. 金沛斌.中国矿业大学 2017
[2]C-276合金板基于小冲杆试验的材料力学性能研究[D]. 鲁佳男.哈尔滨工程大学 2017
[3]微量Cr、Ti、Fe对6061合金组织性能的影响[D]. 李会.东北大学 2015
[4]基于小冲杆试验技术的材料韧脆转变温度研究[D]. 张恩勇.华东理工大学 2014
[5]小冲杆试样厚度尺寸对断裂影响的研究[D]. 张广哲.华东理工大学 2012
[6]小冲杆试验法评价材料力学性能的研究[D]. 邹晓慧.华东理工大学 2012
本文编号：2918955
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预氧化和渗碳图片
图 1-2 炉管外壁温度随结焦层厚度变化趋势changing trend of temperature of the outer wall of furnace tube change of the coke layer移与转化的数学模型内部渗碳涉及的碳化物扩散、析出、转化等，主要是法等。]等人利用扩散系数法建立了数学模型：C0+（Cg-C0） DtDtxerfcDxtDtx 2exp2原始碳浓度；相碳势计算的碳浓度；界面反应的传递系数；奥氏体中的扩散系数。
硕士学位论文碳设备渗碳设备中日本的设备性能较好，它的渗碳炉经过验东方公司生产制造的探头能够在真空条件下检测碳浓度，这种探头能够实现与常压下气体渗碳一样的公司还推出了“带有气氛控制系统(压力≤4kPa)的真空的主要设备有北京易西姆工业炉科技发展有限公司压周期式真空渗碳炉，如图 1-3 所示。该设备能够根择单室、双室、三室或多室。炉体内装有工件自动转等诸多部件，多台设备组合成一条渗碳生产线，模块识别在线渗碳室模块，完成批量工件的在线渗碳淬火运行，但是不利于加工复杂材料。
【参考文献】：
期刊论文
[1]20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律与高温渗碳工艺[J]. 顾亚桃,杨明华,陈强. 金属热处理. 2019(02)
[2]不同缺口形式小冲杆试样测试3Cr1MoV钢韧脆转变温度的对比[J]. 周腾飞,关凯书. 机械工程材料. 2018(12)
[3]金属材料维氏硬度试验不确定度分析[J]. 乔磊,苏建锋,徐林. 物理测试. 2018(06)
[4]显微维氏硬度块测量不确定度评定[J]. 李卫军,文光平,侯春梅. 价值工程. 2018(23)
[5]乙烯裂解炉管渗碳蠕变复合损伤的剩余寿命评价方法[J]. 韩志远,李强,王立坤,孙国豪,谢国山,曹逻炜,杜晨阳. 化工机械. 2018(03)
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[6]小冲杆试验法评价材料力学性能的研究[D]. 邹晓慧.华东理工大学 2012
本文编号：2918955
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