钢材
高温石墨化是指低碳钢在450℃以上,0.5Mo钢在480℃以上长期使用将逐步发生石墨化转变。石墨化是钢材的渗碳体组织长期处于高温后发生自行分解而出现石墨的现象。
Fe
3C=3Fe+C(石墨)
石墨由微小点状逐步变为粗的颗粒,甚至出现链状。由于石墨的强度极低,严重石墨化后的钢材相当于内部存在若干空穴,从而使
调节阀钢材的强度下降,冲击功下降更为明显。
温度升高将使石墨化现象加速发展。但温度高于700℃时,反而使分解出的石墨重新与铁元素化合成为Fe
3C。焊缝热影响区尤其容易出现石墨化,而且石墨常呈链状,极易引起脆裂。
石墨化的程度常分成4级进行评定。不同级别石墨化时对
控制阀钢材冷弯角与冲击功(U形缺口试样)的影响见表7-6。
表7-6 石墨化级别与钢材冷弯和韧性的参考数据
石墨化级别 |
石墨化程度 |
冷弯角(参考值) |
冲击值(参考值) (N·m)/cm2 |
1级 |
不明显 |
>90° |
>68.7 |
2级 |
明显 |
50°~90° |
39.3~68.7 |
3级 |
严重 |
20°~50 |
19.6~39.3 |
4级 |
很严重 |
<20° |
<19.6 |
钢材中若加入少量与碳结合力强的元素,如铬、钛、钒等元素可以阻止石墨化现象发生,含铬量在0.5%左右即有明显的阻止石墨化的效果。