TP347H奥氏体耐热钢的时效析出行为及热变形工艺

摘要

TP347H奥氏体耐热钢是在18-8型奥氏体钢的基础上进行成分优化而开发出来的具有良好热稳定性的高温用钢。通过提高Nb含量促进MX相的析出，减少并延缓M23C6相等有害相的析出实现性能优化。TP347H钢因其具有较低的成本、良好的抗蒸汽氧化性能及高温抗蠕变性能，被广泛应用于大型超临界火电机组锅炉的过热器和再热器的高温部件。
　　目前，对于TP347H钢的研究主要集中在对其蠕变强度、抗蒸汽氧化性能、材料连接性能等方面的研究，而对其高温时效过程的组织演变和高温变形工艺的研究还比较少。在此背景下，本文分析了TP347H钢在长期时效过程中碳氮化物的析出及其粗化行为，并根据热变形处理后确定的热加工图提出了适合TP347H钢热加工的工艺参数，得到的主要结论如下：
　　（1）TP347H奥氏体耐热钢在800～1100C，0.01～1s-1条件下热变形后，最佳变形条件集中在1000C、1s-1，而热变形的失稳区集中在低的变形温度和高的应变速率条件下，热变形后时效会析出更多的MX相。
　　（2）700C时效时，TP347H钢的主要析出相有 MX相、M23C6相和 Z相(NbCrN)，其中，MX相是纳米尺寸的Nb(C,N)，随着时效时间的延长，其数量不断增加，但尺寸比较稳定，为主要的弥散强化相,800～900C时效时，MX相的粗化扩散行为主要由Nb原子的扩散控制。M23C6相在长期时效时的尺寸和数量的增长都非常快，容易产生晶间贫Cr现象并造成晶间腐蚀，降低钢的高温使用性能，是主要有害相。Z相是指纳米尺寸的NbCrN，也是一种时效过程中比较稳定的弥散强化相。
　　（3）TP347H奥氏体耐热钢在700C等温时效过程碳化物可能的析出顺序是：MX相在固溶冷却后立即析出，随后析出M23C6相，之后会观察到Z相，而Z相是由之前析出的MX相转变而来。

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2 TP347H奥氏体耐热钢的发展历程

1.3 TP347H奥氏体耐热钢的研究现状和发展趋势

1.4 TP347H奥氏体耐热钢的成形工艺

1.5 TP347H奥氏体耐热钢组织与性能

1.6 TP347H奥氏体耐热钢研究的难点和热点

1.7本文研究内容

第二章 TP347H奥氏体耐热钢热变形行为的研究

2.1引言

2.2实验过程

2.3 TP347H奥氏体耐热钢的热变形行为分析

2.4 TP347H奥氏体耐热钢热变形处理后的组织分析

2.5本章小结

第三章 TP347H奥氏体耐热钢时效析出行为的研究

3.1引言

3.2实验过程

3.3 TP347H奥氏体耐热钢在时效过程中的组织演变

3.4本章小结

第四章 TP347H奥氏体耐热钢中MX相的高温粗化行为

4.1引言

4.2实验过程

4.3 TP347H奥氏体耐热钢在700℃时效过程中MX相的组织演变

4.4 MX相的高温粗化动力学

4.5本章小结

第五章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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