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相变关系到化工设备材料的合理设计与应用

第48卷第 1期 化 工 设 备 与 管 道 Vo1.48 No.1 2011年 2月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Feb.20l】 · 材 料 与 防 腐 · 相变关系到化工设备材料 的合理设计与应用 余存烨 (上海石化股份有限公司,上海 200540) 摘 要:金属与合金经热处理与焊接等热加工,以及设备经受不同的操作温度,材料发生相变,析 出金属间相及晶 界沉淀或偏析 ,对材料强度、韧性以及耐蚀性等有很大影响。通过对不锈钢、碳铜、低合金钢、、Ni—P、镍、铝、铜、钛与 锆等合金具体分析 ,说明相变对化工设备材料的设计、制作、维修与应用有重大意义。 关键词:相变; 材料 ; 金属; 合金; 化工设备; 腐蚀; 脆性 中图分类号:TQ050.4 1 文献标识码:A 文章编号:1009—3281(2011)01-0054—06 PhaseChangingRelated toApplication ofM aterialin ProcessEquipment YU Cun-ye (ShanghaiPetrochemicalShareCo.,Ltd,Shanghai 200540,China) Abstract: Whenmetaloralloy isheattreatedorequipmentisoperatedindifferenttemperature,metalmaterialmaytransform be— tweendifferentphasesandelementsmayseparateoutorprecipitateatcrystalboundary.Thisphenomenonhasgreatinfluencetothe strength,toughnessandcorrosion—resistanceofmaterials.Inthisarticle,withtheanalysisforsomesteelsandalloys,suchasstainless steel,carbonsteel,lowalloysteelandnickel,aluminum ,copper,titanium alloys,thesignificantmeaningsofphasetransformationto thedesign,fabrication,repairandapplicationofchemicalequipmentwereindicated. Keywords: phasetransformation; material; metal; alloy; chemicalequipment; corrosion; embrittlement 在金属与合金中,晶体结构被冠以诸如铁素体、 钛铌稳定型不锈钢,因而晶间腐蚀大为减少。但设 奥氏体和马氏体等名称。所谓相变,即是金属与合金 备制作多用焊接 ,由于焊接接头设计与焊接施工不 (主要是钢)通过热处理(淬火、回火、退火或时效等) 当、焊接填料选用失误、未焊后处理及工艺操作不慎 及其他热加工(如焊接)使晶体结构发生一种相 (如 等原因,也易发生焊区晶问腐蚀 。因为经 1300℃ 奥氏体)到另一种相(如马氏体)的转变,甚至产生中 高温加热 ,随后冷却时在 850~450cC区间发生碳化 间相(如 盯),以及晶界沉淀或偏折等,使材料的性能 铬(CrFe)∞C沿晶界析出,在晶界两侧形成贫铬区, 发生变化。正如徐祖耀院士所说:“了解相变缘起过 其 Cr的质量分数小于 12%,因而晶界区与晶粒构 程才能控制材料的性质与应用,为了使材料获得高强 成微 电偶电池,造成热影响区集中性腐蚀,这种晶问 度有效的利用,材料须受适当的热处理,以获得适当 腐蚀 ,发生于紧邻熔合线称刀 口腐蚀 (knifeine

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