Si含量对9Cr铁素体马氏体钢微观结构和力学性能的影响

摘要

铁素体马氏体(F/M)钢是铅冷快堆堆芯的主要候选材料之一,提高Si含量可提高其抗腐蚀性能,但影响其微观结构和力学性能。为研发兼顾力学性能和抗腐蚀性能的高Si含量F/M钢,本文对Si含量(质量分数为0.34%、0.61%、0.80%、0.98%和1.20%)对9%Cr F/M钢微观结构和力学性能的影响进行了研究。结果显示,室温下通过正火(1050℃,0.5 h,空冷)+回火(760℃,1.5 h,空冷)热处理制备的F/M钢均为全马氏体组织。钢的屈服强度和抗拉强度均随Si含量的增加而增加。Si含量对钢的组织及冲击性能的影响可分为两个阶段,当F/M钢中Si含量为0.34%~0.80%时,其组织、冲击性能变化很小;Si含量为0.98%~1.20%时,F/M钢中的第二相尺寸、数量增加,沿马氏体板条界面析出少量的Laves相,F/M钢的冲击韧性降低。本研究9%Cr F/M钢中Si元素的最优添加量应低于0.8%,使钢在保持较高强度的同时兼具良好的韧性。