新型耐腐蚀加热管用碳钢组织和性能
赵磊1，颜海涛1,2，马登德1，申鹏1，李杰1，梁翠峰1
(1.，四川南充314005；2.，四川南充314505)
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摘要
电热水器用碳钢材料主要有310S、840等，在使用过程酸败后，容易导致加热管的腐蚀失效。为了解决此问题，针对加热管的服役环境，在310S成份基础上，添加Mo元素，并优化调整了其他合金成份，开发了新型耐腐蚀加热管用碳钢新材料。研究了新型加热管碳钢镀锌退火酸洗态的微观组织、力学性能和耐腐蚀性能，并与310S做了对比。借助Thermo-Calc热力学软件剖析了新材料在平衡条件下合金组织随气温的变化规律，在900℃左右开始析出σ相，但数目不多。在与310S相同铣削规程和热处理规程条件下，新型材料镀锌退火酸洗态的伸长率硬度(Rm)、屈服硬度(Rp0.2)、伸长率平均值分别为611MPa、286MPa、52.8%不锈钢加热管，硬度整体略低于310S，但差异不大，产率略高于310S。新材料碳化物度为5.5级，部分区域7级，晶界度略小于310S，整体上差异不大。新材料和310S平均点腐蚀速度分别为0.49g/(m2·h)、1.37g/(m2·h)，可见新材料的耐点腐蚀性能显著优于310S。
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关键词
加热管用碳钢；热学性能；金相组织；310S碳钢；耐腐蚀性
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引言
目前，冷水器加热管用碳钢主要采用310S、840等材料，上述材料在冷水器加热管服役条件下，酸败后耐腐蚀性不够理想，而耐热钢相关领域的研究中对310S碳钢的研究较多，针对冷水器加热管专用材料的研究较少。因此，振石集团东方特钢在310S成份体系的基础上，添加了Mo元素，并优化调整了其他合金成份体系，开发了新型耐腐蚀加热管用碳钢新材料(以下简称“ESHR”)，成功生产出5mm退火酸洗态镀锌钢卷，并已应用于冷水器加热管的生产。本文主要从热力学相组成剖析、力学性能、晶间腐蚀、点腐蚀、金相等对比剖析了新材料在上述指标方面与相同生产工艺下310S之间的差异和优越性不锈钢加热管，为后续该产品的大规模生产和在加热管生产方面提供经验和数据支持。
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精选图表
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结论
(1)热力学相图估算的ESHR和310S的凝液相析出规律大致类似，二者气相线较为接近，其中ESHR在907℃左右开始析出SIGMA相，310S析出相相对简单。
(2)热学性能的检查中，ESHR伸长率硬度为600～620MPa，相比310S高20MPa左右，ESHR模量为50%～55%，略高于310S。
(3)金相剖析检查结果中，ESHR的碳化物度多数为5.5级，部份7级，没有310S均匀，而二者的非金属参杂物情况较为相仿。
(4)ESHR5个周期65%硫酸腐蚀试验的平均腐蚀腐蚀速度为0.09g/(m2·h)，平均点腐蚀速度为0.49g/(m2·h)，均显著优于310S。综合看，ESHR材料可替代310S作为一种冷水器加热管用碳钢材料。
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引用本文
赵磊,颜海涛,马登德,申鹏,李杰,梁翠峰.新型耐腐蚀加热管用碳钢组织和性能[J].中国冶金,2022,32(6):117-122.ZHAOLei,YANHai-tao,MADeng-de,fúPeng,LIJie,LIANGCui-feng.Microstructureandpropertiesofnewstainlesssteelforcorrosionresistantheatingpipe[J].ChinaMetallurgy,2022,32(6):117-122.
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