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20CrNiMoH、20CrNiMoH、3Cr2W8V、4Cr9Si2、25Cr2MoV、25Cr2Ni4MnMoA、5CrNiMo、5CrMnMo、Cr12MoV、H13、3Cr2W8V、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、20Mn2、40Mn2、50Mn2、12CrNi2、9Cr2、Cr12、1Cr13、2Cr13、3Cr13、 20CrNiMoH、20CrNiMoH、Y3Gr13、3Gr13Mo、6Gr13Mo、1Gr11MoV、1Gr5Mo、1Gr17(430、430H、430M、430HT)、1Gr17Mo(434)、9Gr18、9Gr18Mo、9Gr18Mov、2Gr13Ni2、1-2Gr17Ni2、4Gr9Si2、4Gr10Si2Mo、Y15、Y35、YF20-40MnV、GCr15、T13、9Cr2Mo、40-50CrV、60Si2Mn/50Mn、20CrMnTi、20CrMnTiH、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、 20CrNiMoH
高C「铁素体耐热钢具备优异的高温持久性能和蠕变性能、良好的热导率、低热膨胀系数和较高的性能价格比,因此已广泛用于先进火力发电站机组中的高温部件(如主蒸汽管道、过热器和再热器管道等)。此夕卜由于高C「铁素体耐热钢具有出色的抗辐照性能其还是核电站结构部件的候选材料。随看能源短缺和环境污染等问题的日益突出t提高高C「铁素体耐热钢的耐热温度以及提高电厂热效率的研究势在必行。作为高C「铁素体耐热钢的代表钢种J91钢已广泛用于火力发电站的耐热材料之中并且已经成为开发满足更高温度要求的新型高C「铁素体耐热钢的研究标准。基于本课题组前期对丁91钢相变及强化工艺的研究以及组织强化机理和合金化原理开发了四种新型高C「铁素体耐热钢。并针对新型高C诗失素体耐热钢进行了显微组织分析和力学性能测试t以确定其是否具备优越的热强性和热稳定性是否可成为650 oC用耐热钢的候选。为更深入的研究其相变过程和机理t组织形成与演化规律.以及探索控轧控冷的新工艺,采用高精度差分膨胀测量以及显微硬度测试等试验手段,对新型高Cr铁素体耐热钢的加热、冷却、保温及回火阶段的相变行为进行了系统研究。并在此基础上针对各阶段的相变动力学建立7相应的动力学模型。
Inconel625、Incoloy825、Incoloy926、1.4529、C276、Inconel 718、Monel 400、GH2132、17-4PH、630、2205、F51、F60、2507、F53、318、725L、347、347H、329、254SMo、F44、317L、F55、S32760、310S、CD4MCu、1CR17NI2、431、904L、316Ti、0Cr13Ni5Mo、XM-19、XM-20、Alloy20、06Cr13Ni4Mo
「铁素体耐热钢进行7组织分析和力学性能测试。新型高C「铁素体耐热钢的正火组织主要由高密度位错的马氏体板条和少量的6一铁素体组成。回火后组织中析出大量晶内和晶界沉淀t此外位错密度有所降低,板条呈现变宽的趋势。新型高C「铁素体耐热钢最佳热处理工艺为二,100 oC正火+750 oC回火:与传统高C「铁素体耐热钢(如丁9,钢和丁92钢等)相比,新型高C「铁素体耐热钢热处理后其拉伸及屈服强度显著提高,具有更高的回火抗力,在高温回火条件下其回复及再结晶趋势更为缓慢。(2)对新型高C「铁素体耐热钢的连续加热过程中奥氏体相变行为及动力学进行了研究。不同的加热速率会显著影响新型高Cr铁素体耐热钢的奥氏体相变开始温度人1和结束温度A.3,加热速率越快,A.,和A.3越高奥氏体相变被推迟到更高的温度.提高加热速度导致合金元素扩散速率的增加从而加快了扩散控制生长的奥氏体相变的速率缩短了相变所需时间。
对连续加热过程中的奥氏体相变过程进行了基于JMAK模型的动力学建模该模型采用位置饱和形核、扩散控制生长的相变方式,能较为精确的描述新型高C「铁素体耐热钢的奥氏体相变行为模型的数值拟合精度和各动力学参数的物理意义都能较好的符合实际的相变过程.随看加热速率的升高,由于奥氏体相变时间的缩短合金元素的溶解不充分导致奥氏体相变过程的扩散激活能QdEt130.1 kJ/mol逐渐降低为79.0 kJ/mol,相变完成之后,合金元素继续进行溶解t导致了热膨胀曲线的偏离。(3)对丁91钢和新型高Cr铁素体耐热钢奥氏体之后的冷却阶段的相变进行了系统研究,在此基础上建立了马氏体相变动力学模型,并推广到应变诱发马氏体相变的动力学研究。丁91钢在奥氏体化之后的空冷过程中会析出针状M3C沉淀相,而水冷则会抑制M3C相的析出而且M3C相的析出发生于马氏体相变之前的亚稳奥氏体中,并导致了马氏体相变的分裂行为。
T91钢的二次回火能够细化马氏体板条组织并增加沉淀相颗拉的数量密度以及减少其尺寸,这是因为,在一次回火阶段析出的少量沉淀相颗拉对板条和位错造成有效钉扎,在二次回火阶段,沉淀得以充分析出而板条宽度和位错密度依然能维持在较为理想的水平。对新型高C「铁素体耐热钢的回火动力学研究表明,非均匀形核的M23几沉淀相的形核位置会随看沉淀相颗拉密度的增加而减少,导致其形核率随时间
而衰减回火前期M23CO沉淀相的长大符合Zenner扩散生长模型r其长大速率与溶质原子的扩散系数相关,而随看回火的继续进行,基体中溶质浓度不断下降t导致M23q沉淀相的长大速率明显放缓,此夕卜回火阶段马氏体板条的迁移速率由晶界处原子的热激活扩散所控制,随看回火时间的延长,板条宽度不断增加;对新型高C「铁素体耐热钢应变诱发马氏体的回火过程的研究表明应力加载后的回火试样的板条宽度更小,应力加载还导致了在回火阶段亚晶拉的出现这是因为残余应变能的存在导致系统自由能的增加以及回复激活能的降低,从而引起板条回复的提前出现,此外,应力加载后的回火试样组织内的沉淀相颗拉的尺寸更细小且数量密度更高.这是由于缺陷的增加导致形核场所的增多,从而提高了第二相颗拉的形核率。