变形和冷却速度对T91耐热钢组织形成的影响

摘要

T91(9Cr-1Mo-V-Nb-N)铁素体耐热钢作为一种成熟钢种已有十余年的生产和使用历史。因缺乏对其组织形成过程的基本认识，目前我国超临界机组的关键部件(如高压锅炉管等)仍然依赖进口。为获取该钢组织形成过程的基本规律，本文通过对完全奥氏体化后的T91铁素体耐热钢在冷却过程中的相变规律的研究，得出了冷却速度、奥氏体区微小应力和非再结晶区大变形对相变过程的影响。在实验研究与理论分析的基础上，得到了下面结论： T91铁素体耐热钢完全奥氏体化后，分别降温到650℃时加载200MPa应力和750℃时加载200MPa应力，随后冷却到室温，在外加应力相同的情况下，随着变形温度的下降，T91铁素体耐热钢由奥氏体向马氏体转变的开始转变温度上升，产物组织细化；T91铁素体耐热钢完全奥氏体化后，降温到750℃时分别加载100MPa、150MPa和200MPa的应力，随后冷却到室温，在相同温度下，随着外加微小应力的增大，转变生成的马氏体板条位向逐渐混乱，晶粒呈细化趋势，晶界形态不规则。 试样先加热至奥氏体区，然后冷却到750℃，分别以50％、60％和70％对试样进行形变处理，再冷却到室温，随着压缩量的增加，T91铁素体耐热钢的组织逐渐变细；试样先加热至奥氏体区，然后分别冷却到650℃和750℃变形60％，再冷却到室温，T91铁素体耐热钢变形温度高的组织比变形温度低的组织更加细小。 试样完全奥氏体后，分别以10、30、50、100和200℃/min的速度冷却到室温，不同的冷却速度影响了T91铁素体耐热钢的相变开始点，冷却速度慢的相变点比较高；不同冷却速度下生成的组织差别较大，在以10℃/min和30℃/min速度冷却下的组织为较多的块状铁素体和板条马氏体，在以50℃/min和100℃/min速度冷却下的组织为板条马氏体，在以200℃/min速度冷却下的组织中除了含有板条马氏体以外，还出现了片状马氏体。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2国内外火电站用热强钢的发展

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内发展现状

1.3 T91铁素体耐热钢的应用前景

1.4T91铁素体耐热钢的组织结构

1.4.1回火板条马氏体组织结构

1.4.2马氏体板条回火时的高温回复

1.4.3碳化物及其稳定性

1.5 T91铁素体耐热钢的强化机理和合金化原理

1.6 T91铁素体耐热钢的性能

1.6.1物理性能

1.6.2力学性能

1.6.3焊接性能

1.7本论文的研究思路

第二章实验仪器与方法

2.1试样及其制备

2.2实验仪器

2.2.1光学显微镜

2.2.2场发射透射电子显微镜

2.2.3 X-射线衍射分析

2.3实验方法

2.3.1微观组织分析与相鉴定

2.3.2线膨胀量的测量

2.3.3利用膨胀曲线测定组织转变量的基本原理

2.4技术路线

第三章奥氏体区微小变形对T91铁素体耐热钢低温相变过程的影响

3.1导言

3.2实验工艺设定

3.3结果与讨论

3.3.1相的鉴定

3.3.2不同变形温度下加相同应力的相变与组织分析

3.3.3相同变形温度下加不同应力的相变与组织分析

3.4小结

第四章不同温度下大变形对T91铁素体耐热钢组织形成的影响

4.1导言

4.2实验工艺设定

4.3结果与讨论

4.3.1金相组织观察与分析

4.4小结

第五章冷却速度对T91铁素体耐热钢组织形成的影响

5.1引言

5.2实验过程

5.3不同冷速下的组织及形成机制

5.4小节

第六章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢