[发明专利]一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法

权利要求书

1.一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.针对待评判耐热合金炉管，截取至少2件长度100～150mm的管段，管段的两端封口且其中一端的封口面上预留用于加入固体渗碳剂的圆孔，制成炉管样件；

S2.取1件炉管样件作为对照组不进行渗碳试验，其余作为试验组在1000～1150℃条件下进行固体渗碳试验，试验时长20～200h；

S3.对试验组和对照组的炉管样件分别取样进行碳含量分析、维氏硬度试验、低倍酸蚀试验及金相显微组织观察试验，分别计算得到炉管样件的渗碳层厚度值d_α、炉管样件的渗碳层厚度值d_β、炉管样件的渗碳层厚度值d_γ、炉管样件渗碳层厚度值d_δ；

S4.对步骤S3得到的渗碳层厚度值进行综合分析计算，得到炉管的抗渗碳性能系数X，计算公式为X＝100*(αd_α+βd_β+γd_γ+δd_δ)/t，其中α、β、γ、δ为加权系数，t为高温渗碳试验的时长，α∈[0.15,0.25],β∈[0.15,0.25],γ∈[0.25,0.35]，δ∈[0.25,0.35]且α+β+γ+δ＝1。

2.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，若X≥1，则待评判耐热合金炉管属弱抗渗碳性；若0.1≤X＜1，则待评判耐热合金炉管属次抗渗碳性；若X＜0.1，则待评判耐热合金炉管属抗渗碳性。

3.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤S2中所述固体渗碳试验的具体方法为：

a.从炉管样件封口面上预留的圆孔向炉管样件内腔注满粒径为1.5～3mm的固体渗碳剂；

b.对步骤a中的炉管样件在1000～1150℃条件下保温20～200h，进行渗碳试验。

4.根据权利要求3所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤b中采用最高温度1200℃、测温精度±1℃、控温精度±0.1℃箱式电阻炉对步骤a中的炉管样件进行渗碳试验。

5.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤S3中所述碳含量分析的方法为：

a.在试验组和对照组的炉管样件上由内壁向外壁逐层取屑状化学成分试样；

b.采用CS-800碳硫分析仪对步骤a中的屑状化学成分试样进行碳含量分析，分别得到试验组和对照组中炉管样件沿壁厚方向的碳含量分布情况，对比得到试验组炉管样件的渗碳层厚度d_α。

6.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤S3中所述维氏硬度试验的方法为：

a.在试验组和对照组的炉管样件上分别取全壁厚的块状试样；

b.试样经镶样、粗磨、细磨、抛光后，采用DVK-1S维氏硬度计沿试样的壁厚方向测定试样的维氏硬度，得到试验组和对照组的试样沿壁厚方向的维氏硬度分布情况，对比测得试验组炉管样件的渗碳层厚度值d_β。

7.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤S3中所述低倍酸蚀试验的方法为：

a.在试验组的炉管样件上径向环切截取10～15mm厚的环状试样；

b.根据NACE TM0498-2014标准，将环状试样在20wt.％的HNO₃和4wt.％的HF混合酸溶液中浸泡2h，观察试样的渗碳层情况，并测量得到炉管样件的渗碳层厚度值d_γ。

8.根据权利要求1所述的一种耐热合金炉管抗渗碳性能的评判方法，其特征在于，步骤S3中所述金相观察试验的方法为：

a.在试验组和对照组的炉管样件上分别取全壁厚的块状试样；

b.试样截面经粗磨、细磨、抛光后，用10％草酸溶液电解侵蚀15～30s；

c.采用ZEISS Supra40扫描电子显微镜观察试样全截面金相组织，测得炉管样件渗碳层厚度值d_δ。