12Cr1MoV钢化学成分简单,总合金含量低,是一种低合金高强度钢,该钢具有较高的持久强度、持久塑性和良好的抗氧化性能,使用温度高达580℃,其工艺性能和物理性能优良,目前已列入我国高压锅炉用无缝钢管标准(GB5310-85)。但12Cr1MoV钢在高温长时间服役条件下,钢中会产生各种晶界脆化,使钢在服役过程中发生沿晶脆性断裂。为探究12Cr1MoV钢回火脆性的微观原因,研究了12Cr1MoV钢经1100℃×1.5h固溶处理和250℃×1.5h去应力回火处理后,在550℃保温不同时间的热处理对其组织和性能的影响。
实验用12Cr1MoV钢取自燃煤锅炉导汽管,其化学成分(质量分数,%)为:0.14C,0.26Si,1.10Cr,0.32Mo,0.65Mn,0.25V,0.006S,0.015P。将12Cr1MoV粗加工成各种力学性能试样后,对其进行热处理,具体工艺为:先在1100℃保温1.5h后水冷(固溶);然后250℃低温回火处理1.5h;最后在550℃分别保温0、80、400、600、800、1200和1600h。试样经热处理后精加工成拉伸、冲击等标准试样。拉伸试验在INSTRON-4507试验机上进行,屈服前加载速率为1mm/min,屈服后为5mm/min。测定力学性能指标,冲击试验在JB30B型试验机上进行,硬度试验在HRD-150硬度试验机上进行。
12Cr1MoV钢在550℃保温时,脆性随保温时间的变化规律为:保温时间小于600h时,脆性随保温时间的延长而增大;保温600h时,脆性最大;保温超过600h,脆性随保温时间的延长而减小。12Cr1MoV钢在550℃保温不同时间,其组织由板条状马氏体转变为低碳板条束贝氏体,但马氏体位相关系没变化。12Cr1MoV钢550℃保温处理前,其断口呈纤维状,表现为韧性断裂特征;经550℃保温600h处理,试样断口呈冰糖状,表现为典型的脆性断裂特征;保温800h时,其断口又呈纤维状,呈现韧性断裂特征。(榕霖)