不銹鋼換熱器管的熱脆化現(xiàn)象主要源于材料在特定溫度下微觀結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致韌性顯著下降和脆性增加。
以下是關(guān)鍵原因的綜合分析:
1.475℃脆化?
不銹鋼在475℃附近長時間暴露時,會發(fā)生相分解和晶界析晶(如含鉻碳化物或鐵鉻化合物形成),引發(fā)材料硬化和脆性急劇增大,同時降低耐蝕性。這一過程源于溫度敏感的熱處理不當(dāng)或操作環(huán)境波動。
2.回火脆性
在250~400℃范圍內(nèi)(如制造回火或運行熱循環(huán)),不銹鋼易發(fā)生不可逆的低溫回火脆性。淬火后形成的馬氏體組織在此溫度回火時,晶界結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致韌性-脆性轉(zhuǎn)化溫度升高,表現(xiàn)為沿晶或混合斷口,增加開裂風(fēng)險。?
3.熱疲勞與應(yīng)力協(xié)同作用
頻繁的溫度變化(如換熱器啟?;蚪橘|(zhì)溫差波動)產(chǎn)生交變熱應(yīng)力,加劇材料內(nèi)部缺陷擴展。若同時存在殘余應(yīng)力或腐蝕介質(zhì)(如氯離子),會加速脆化過程,形成穿晶或樹枝狀裂紋。?
綜上,熱脆化是微觀相變與外部熱力因素耦合的結(jié)果,需在設(shè)計和操作中嚴格控制溫度窗口(避免475℃保溫及250~400℃回火)以預(yù)防失效。