[发明专利]Super304H钢M23C6相的定量金相分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种经过长期服役或老化试验后的Super304H钢M₂₃C₆相体积百分比含量的定量金相分析方法。 

背景技术

我国是电力消费大国，同时也是电力生产大国。我国“十二五”计划要求我国能源综合效率提高到38%，火电供电标准煤耗下降到323g/kWh。因此发展高效发电技术如超临界和超超临界技术，是目前火电行业的技术发展方向，超临界和超超临界机组将成为我国“十五”后的主要发展机型。 

日本住友金属于上世纪八十年代在TP304H不锈钢的基础上，通过添加C、N、Nb、Cu、B等合金元素以及增加高温软化处理工艺，发展了Super304H钢。Super304H钢是一种具有细晶组织和高持久强度、高持久塑性以及抗氧化性能的新型奥氏体耐热钢，并具有低成本的优点，已成为超超临界电站锅炉过热器及再热器管的首选材料。 

超超临界机组锅炉高温段过热器和再热器的设计温度一般为600～610℃，正处于Super304H钢的敏化温度(450～825℃)的中心区域。在运行过程中，很多机组的Super304H钢材质的过热器和再热器出现奥氏体不锈钢中由于M₂₃C₆型碳化物析出而产生晶界贫铬现象，从而导致晶间腐蚀而发生泄漏事故。因此，对长期服役的Super304H钢中M₂₃C₆型碳化物的含量及分布进行定量分析，对Super304H在超超临界机组运行和高温时效过程中的组织演化、性能衰退和寿命评估方面具有重要意义。 

目前，对于钢铁材料中析出相的含量测定可以采用电解萃取的方法，先对析出相进行电解提取，然后进行定量分析。但该方法有以下不足：1、提取效率低，电解过程耗时较长；2、当析出相中种类较多时，对各个析出相的单独分离则显得十分困难，并且在分离过程中也不可避免的导致部分目标析出相的耗损；3、该方法对材料消耗较多，对于尺寸较小的材料难以提取足够量的目标相；4、该方法不能获得析出相在材料中分布的信息。 

基于体视学原理（通过在二维平面上进行测量，然后推算出三维空间组织的特征参数）的定量金相分析方法结合计算机图像分析软件，可以克服电解萃取法测量析出相含量的以上缺点。 

Super304H钢的析出相普遍认为是Nb(C、N)、NbCrN、M₂₃C₆和富Cu相，在服役过程中也不可避免的会出现σ相。由于Super304H钢中析出相的类型较多，一般常规的奥氏体不锈钢金相腐蚀方法（如用王水溶液或氯化铁盐酸水溶液腐蚀）对各个析出相均有反应，因此难以对各种析出相进行区分。 

Super304H钢中各种析出相在特定的腐蚀液中的电极电位均有差别，在进行腐蚀时，当腐蚀电位高于析出相的电极电位并处于活化区时，则析出相被腐蚀，否则不能被腐蚀。因此，选择一种合适的腐蚀液，其腐蚀电位使M₂₃C₆相处于腐蚀的活化区而低于其他各种析出相或使其他各相处于钝化状态，则可以实现对M₂₃C₆相进行单独的腐蚀和区分。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种Super304H钢M₂₃C₆相的定量金相分析方法，本方法快速准确提取效率高，且无需电解过程，对各个析出相的单独分离容易，不会导致目标析出相耗损，材料消耗少，并能获得析出相在材料中分布的信息。 

解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段： 

一种Super304H钢M₂₃C₆相的定量金相分析方法，其特征是：包括如下步骤： 

（1）对Super304H钢进行切取、研磨、抛光、腐蚀、吹干； 

（2）采用扫描电子显微镜对试样金相组织进行拍照； 

（3）通过图像分析软件对目标相进行提取和计算。 

所述的步骤1的切取过程中保持用冷却水进行冷却。