新型高Cr铁素体耐热钢的相变研究

摘要

对9％-12％Cr铁素体耐热钢进行降低C含量、增加Cr含量及添加Co、Mo、W组元的优化调整，经真空感应熔炼炉熔炼并浇注成型，利用差热分析（DTA）、扫描电镜(SEM)、X射线衍射（XRD）以及电子蠕变试验等分析手段研究了加热温度、冷却速度以及回火等热处理工艺对高 Cr铁素体耐热钢显微组织和力学性能的影响，得到如下结论：
　　试验钢加热时在600-1100℃之间依次发生磁性转变、奥氏体形成、M23C6型碳化物溶解和奥氏体向δ-铁素体转变，奥氏体开始形成温度为853℃，空冷或以40℃/min的速度冷却时发生马氏体转变，马氏体开始转变温度为382℃；含铌的MC型碳化物非常稳定，在试验加热温度范围不能完全溶解到奥氏体中。
　　1050℃×1h固溶处理后的扫描电镜显示试验钢组织为典型板条状马氏体，在马氏体板条界及原奥氏体晶界上分布着颗粒状碳化物，以不同冷却速度处理后试样的显微组织显示随着冷却速度的降低，马氏体板条逐渐变粗，碳化物的析出相逐渐增多，并在晶界处发生了聚集长大，X射线衍射分析表明碳化物为M23C6型碳化物，随着冷却速度的增大，硬度呈现逐渐升高的趋势。
　　经过1100℃×1h空冷后的组织为典型板条马氏体和少量δ铁素体，有MX型未溶碳化物NbC分布在基体中。经过1100℃×1h空冷+780℃×2h空冷处理试样的组织为典型回火马氏体，基体中主要析出相为M23C6型碳化物。马氏体-δ铁素体晶界处的碳化物较粗大成连续状分布，马氏体板条界的析出相较细小。经过1100℃×1h空冷+780℃×2h空冷处理后的试验钢具有较高蠕变强度，650℃/200MPa的持久寿命为411.4h，650℃/170MPa的持久寿命为1499.1h，持久性能较NIMS公布的T/P92、P/T122耐热钢有较大提升。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 超超临界机组的发展现状及发展趋势

1.3 超超临界机组铁素体耐热钢的研究现状

1.4 高Cr铁素体耐热钢的合金化原理和劣化机理

1.5 高Cr铁素体耐热钢的蠕变强化机制以及研究方向

1.6 本文研究内容

第二章 试验材料及试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验仪器和试剂

2.3 DTA差热分析以及显微组织分析

2.4 力学性能实验

第三章 新型高Cr耐热钢的相变温度研究

3.1 试验方法

3.2 试验结果分析

3.3 小结

第四章 冷却速度对新型高Cr耐热钢显微组织的影响

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 试验结果分析

4.4 小结

第五章 新型高Cr耐热钢的力学性能研究

5.1引言

5.2实验方法

5.3 实验结果分析

5.4力学性能分析

5.5 小结

第六章 结 论

参考文献

在读期间公开发表论文、专利及著作情况

致谢