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1、ICS 27.100H20备案号：97922002中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准DL/T7872001火力发电厂用 15CrMo 钢珠光体球化评级标准The gradational standard of spherular pearlite for 15CrMosteel used in fossil power plant2001-12-26 发布 2002-05-01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前 言本标准是根据原电力工业部 1995 年电力行业标准计划项目(技综199544 号文)的安排制订的。制订本标准的目的，是为了保证火力发电厂金属技术监督范围内的
2、15CrMo 钢部件的运行安全。15CrMo 钢是电力工业中广泛使用的钢种，在 500550使用具有较高的热强性能。当使用温度大于 550，其热强性能显著降低。通常 15CrMo 钢主要用于蒸汽参数为510的高中压管道、导汽管，管壁温度为 550的过热器管等。国外同类型钢种，有前苏联的 15XM，美国牌号 T12、P12，日本牌号STBA22、STPA22 和德国牌 13CrMo44 等。15CrMo 钢正常供货状态的显微组织为铁素体加珠光体，15CrMo 钢在工作温度500550范围长期运行过程中，会产生珠光体的球化、合金元素在固溶体和碳化物间的再分配及碳化物相结构的改变，15CrMo 钢的
3、热强性能和力学性能随着珠光体球化程度和固溶体中合金元素贫化程度的加大而逐渐降低，以致材质渐趋劣化甚至失效。因此，长期以来 15CrMo 钢组织中珠光体球化程度常被广泛用于判定该类钢使用可靠性的重要判据之一。本标准的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D 和附录 E 都是提示的附录。本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：华东电力试验研究院。本标准主要起草人：郑志良、徐俊、卜永康、沈金坤。本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会负责解释。目 次 前言1 范围2 引用标准3 试样制备4 球化级别评定方法附录 A (提示的附录) 15CrMoG 钢化学成分、力学性
4、能和高温性能附录 B (提示的附录) 15CrMo 钢各球化级别与其常温性能的相应数据( 平均值)附录 C (提示的附录) 15CrMo 钢各球化级别与其高温短时性能的相应数据( 平均值)附录 D (提示的附录) 15CrMo 钢各球化级别的碳化物相结构及碳化物相中 Mo 元素百分含量附录 E (提示的附录 ) 550 时 15CrMo 钢各球化级别的高温持久强度中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准火力发电厂用 15CrMo 钢珠光体球化评级标准DL/T 7872001The gradational standard of spherular pearlite for 15CrM
5、osteel used in fossil power plant中华人民共和国国家经济贸易委员会 2001-12-26 批准 2002-05-01 实施1 范围本标准规定了火力发电厂用 15CrMo 钢珠光体球化的评级方法。本标准适用于按 GB5310 标准供货和国外同类型高压锅炉用 15CrMo 无缝钢管，在高温下长期使用后的珠光体球化等级评定，也适用于相同类型钢种的构件在高温下长期使用后的珠光体球化等级评定。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB
6、 53101995 高压锅炉用无缝钢管GB/T 132981991 金相显微组织检验方法DL/T 6521998 金相复型技术工艺导则 3 试样制备3.1 取样金相试样3.1.1 取样方法自钢管上切取的试样检验面可为管件的纵截面或横截面，对于小径管试样应包含管件的整个壁厚截面。对于厚壁管可取内壁、芯部、外壁 3 块试样，试样沿管壁厚度的累计值须大于管壁厚度的二分之一。试样不宜用火焰切割，若用火焰切割的管件应去除热影响区。3.1.2 研磨试样经砂轮平整后，以 180 号、320 号、400 号、500 号、600 号水砂纸依次粗磨，然后以 01 号、02 号、03 号金相砂纸精磨或用金相精磨机磨
7、制。为保证检验面平整，避免研磨时试样边缘倒角，试样可采用镶嵌或用夹具等措施。3.1.3 初浸蚀3.1.3.1 浸蚀液为 3%5%硝酸酒精溶液。3.1.3.2 浸蚀时间约 5s10s。3.1.3.3 清洗。3.1.4 机械抛光与浸蚀3.1.4.1 宜采用机械抛光法，去除研磨划痕及畸变层，例如用中厚呢、绒布加抛光膏(粉)进行。若畸变层较难去除，可采用 34 次抛光浸蚀交替重复进行。3.1.4.2 浸蚀。组织显示采用 3%5%硝酸酒精溶液浸蚀，浸蚀时间约为 10s，使浸蚀面略呈灰白色即可，随即清洗，吹干。取样金相试样制备方法应按 GB/T 13298 的规定执行。3.2 现场复型金相试样3.2.1
8、用机械方法完全去除检查面的表面氧化层及脱碳层，然后用打磨工具进行磨制，研磨顺序同 3.1.2。3.2.2 抛光。DL/T 7872001 可根据实际情况及现场条件选择机械抛光、电解抛光或化学抛光。3.2.3 浸蚀。同 3.1.4.2，浸蚀时间可略长一些，使检查面浸蚀程度比取样试样略深。3.2.4 复型。3.2.4.1 复型材料。复型片可采用厚度为 80m 100m 醋酸纤维素 (AC 纸)或其他类似材料，溶剂为丙酮类有机溶剂。3.2.4.2 复型制作。在复型片与金相磨面间充以溶剂，复型片与金属表面间应无气泡、间隙，贴合紧密。3.2.4.3 待复型样品干燥后，自检查面上小心取下复型片，固定在玻璃
9、板或硬纸板上即可观察。为提高复型样品的对比度，可采用对复型片以重金属喷涂投影或有色复型材料。现场复型金相制备方法应按 DL/T652 的规定执行。4 球化级别评定方法 球化级别评定采用与标准图谱对比的方法。在金相显微镜 500的倍率下进行球化级别的评定。必要时，也可在更高倍率下观察珠光体形态的细节。4.1 球化级别。从原始状态至完全球化共分为 5 个级别，组织特征见表 1。表 1 15CrMo 钢球光体球化组织特征球化程度 球化级别 组 织 特 征 图号未球化(供货态) 1 级 珠光体区域明显，珠光体中的碳化物呈层片状 图 1倾向性球化 2 级 珠光体区域完整，层片状碳化物开始分散，趋于球状化
10、，晶界有少量碳化物 图 2轻度球化 3 级 珠光体区域较完整，部分碳化物呈粒状，晶界碳化物的数量增加 图 3中度球化 4 级 珠光体区域尚保留其形态，珠光体中的碳化物多数呈粒状，密度减小，晶界碳化物出现链状 图 4完全球化 5 级 珠光体区域形态特征消失，只留有少量粒状碳化物，晶界碳化物聚集，粒度明显增大 图 5(a)500；(b)1000；(c)(4000 )1.5 电子金相照片图 1 1 级( 未球化)(a)500；(b)1000；(c)(4000 )1.5 电子金相照片图 2 2 级( 倾向性球化)(a)500；(b)1000；(c)(4000 )1.5 电子金相照片图 3 3 级 (轻
11、度球化)(a)500；(b)1000；(c)(4000 )1.5 电子金相照片图 4 4 级 (中度球化)(a)500；(b)1000；(c)(4000 )1.5 电子金相照片图 5 5 级 (完全球化)4.2 评定时，应首先在显微镜下将试样作全面观察，选择具有代表性的视场与本标准评级图谱进行比较，在同一检查面上所选择的视场数应不少于 3 个。4.3 若所观察到的球化级别介于两个级别之间，允许用半级来表示。如：1.5 级，2.5 级等。4.4 在试样观察中，若发现有球化不均匀现象，如属个别现象，应以占优势(即相同级别的视场面积90%时)的球化级别作为评定结果；若不均匀性现象较为普遍，则以球化程
12、度严重的球化级别作为评定结果，并以文字表述不均匀性。4.5 15CrMo 钢的化学成分、力学性能、高温性能参见附录 A。4.6 15CrMo 钢珠光体球化级别与其相应的常温性能、碳化物相结构以及碳化物相中 Mo元素的百分含量、高温短时性能和高温持久强度分别参见附录 B、附录 C、附录 D 和附录E，供材质评估时参考。附录 A(提示的附录)15CrMoG 钢化学成分、力学性能和高温性能A1 15CrMoG 钢化学成分见表 A1。 表 A1 15CrMoG 钢化学成分技术条件 牌号 C Mn Si Cr Mo S PGB5310 15CrMoG 0.120.18 0.400.70 0.170.37
13、 0.801.10 0.400.55 0.030 0.030A2 15CrMoG 钢的力学性能见表 A2。表 A2 15CrMoG 钢的力学性能技术条件 牌号 热处理制度 试样取向 抗拉强度 bMPa 屈服点 sMPa 伸长率 5% 冲击功 AkVJ纵 向 440640 235 21 35GB5310 15CrMoG正火+回火900960正火680720回火 横 向 440 225 20 27注：当热轧 15CrMoG 钢管的终轧温度符合上述正火温度时可以终轧代替正火A3 15CrMoG 钢的高温性能见表 A3。表 A3 15CrMoG 钢的高温性能(GB53101995 附录 A、B)热处理
14、状态 试验温度 屈服强度 0.2MPa 试验温度 持久强度 t105MPa200 269 500 145250 256 510 124300 242 520 106350 228 530 91400 216 540 75450 285* 550 61900960正 火680720回 火500 198 注：原标准如此附录 B(提示的附录)15CrMo 钢各球化级别与其常温性能的相应数据(平均值)15CrMo 钢各球化级别与其常温性能的相应数据 (平均值)见表 B。表 B 15CrMo 钢各球化级别与其常温性能的相应数据( 平均值)球化级别性能指标 1 2 3 4 5抗拉强度 b 505 465
15、443 423 412Mpa屈服强度 0.2MPa 332 322 296 280 277伸长率 5% 36 35 36 39 40断面收缩率 % 76 72 71 70 73硬度 HB 154 139 132 128 123显微硬度(铁素体) 133 124 116 105 99附录 C(提示的附录)15CrMo 钢各球化级别与其高温短时性能的相应数据(平均值)15CrMo 钢各球化级别与其高温短时性能的相应数据 (平均值)见表 C。表 C 15CrMo 钢各球化级别与其高温短时性能的相应数据( 平均值)试验温度球化级别力学性能 1 2 3 4 5抗拉强度 bMpa 504 401 381 372 361屈服强度 0.2Mpa 236 206 165 159 156伸长率 5% 28 30 30 30 31450断面收缩率
