长期高温时效F12耐热合金钢中碳化物形态和组分变化

热电厂中质材为X20CrMoV12.1耐热合金钢主蒸汽管线在550℃高温条件下长期服役，材料的性能和组织结构发生明显变化，研究结果表明：材料在常温条件下表现为脆性，但没有出现一般耐热钢常见的软化现象；显微组织也发生显著退化，出现明显的蠕变特征；晶界和晶内碳化和严重粗化或球化，经电子衍射和X射线能谱分析，碳化和基本上都是M23C6。分布在晶界、亚晶界和晶内的M23C6碳化物的形态和组分存在一定差异，这可能与碳化物粗化过程相关。晶内有细小弥散的富钒碳化物MC在长期高温时效过程中沉淀，是材料保持硬度的重要原因。     

12%Cr钢高温螺栓长期运行后的组织与性能

采用扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)分析,并结合常温及高温力学性能试验,研究了火力发电厂汽轮机12%Cr马氏体耐热钢高温螺栓长期运行后的组织与性能.结果表明,12%Cr钢长时间运行后硬度、强度指标下降趋势明显,高温螺栓长期运行后(35万小时)冲击功显著降低,表现出明显的脆化倾向.高温螺栓长期运行后微观组织中的碳化物聚集长大,并沿晶界与亚晶界网状析出,这是造成12%Cr马氏体耐热钢高温螺栓材料强度、韧性降低的主要原因.     

汽轮机零部件用12%Cr钢粗晶细化热处理工艺研究

对一种汽轮机零部件用12%Cr型耐热钢粗晶方钢进行了粗晶细化热处理工艺研究,用试验电炉对粗晶方钢分别进行了1 040℃×4 h退火、1 040℃×2 h退火、1 040℃×4 h正火、1 040℃×2 h正火热处理,并检查了金相组织和晶粒度。结果表明,该钢经过上述热处理后,晶粒度得到明显的细化,宏观粗晶可转变成4级以上水平。其中,1 040℃×4 h退火的热处理工艺最佳,宏观粗晶可转变成6级。     

25-12型奥氏体耐热铸钢长期服役过程中碳化物的演变现象

N，Nb和RE微合金化的25－12型奥氏体耐热铸钢长期使用后，奥氏体中析出的二次碳化物数量明显增加，晶界附近无析出区现象逐渐消失；部分M23C6已转变为M6C，M6C总是与奥氏体基体以及二次碳化物M23C6保持[114]M6C//[110]A//[110]M23C6孪晶取向关系，探讨了合金元素及服役条件对碳化物演变的影响。     

基于数字图像相关技术的X12合金钢高温损伤模型试验验证方法

基于Bonora损伤模型,提出了考虑温度和应变速率的连续高温损伤模型.以X12合金钢为研究对象,采用缺口半径R1.5和R3试样在温度950℃、应变速率0.5s-1下进行拉伸试验.利用数字图像相关技术(DIC)捕捉试样的动态裂纹萌生和扩展的图像,并与裂纹位置与开裂顺序的模拟结果进行比较,采用相关系数Rel定量评估了该模型...     

热处理对含Ag耐热铝合金组织与性能影响

通过铸锭冶金及形变热处理,制备了一种含0.6Ag的Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Mn耐热铝合金.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、差热分析及力学性能测试,研究了热处理工艺(包括均匀化处理、固溶及人工时效处理)对合金的组织与性能影响,并推导了其均匀化动力学过程.结果表明,理想的热处理工艺是均匀化制度为500℃×12h,固溶温度为525℃,人工时效制度为185℃×8h.通过优化热处理工艺,合金的室温抗拉强度达570MPa,伸长率在10%以上.     

12Cr1MoV钢高温运行过程中组织和性能的研究

运用金相分析、SEM显微观察及力学性能测试方法分析研究电厂蒸汽管道12Cr1MoV钢在高温环境下长期运行对管材组织和性能的影响.结果表明,高温条件下长期运行,管材强度和塑性均有所下降,管材组织的不均匀性促进了珠光体的球化和碳化物的析出,拉伸断口出现准解理形态,管材的组织和性能发生了轻度劣化,但仍可以继续安全运行.     

高温合金服役及修复过程中组织演化规律

研究了ЖC6y合金服役过程中的组织演化规律与恢复热处理后组织形貌的变化.结果表明:经过高温长时服役后合金主要强化相的γ'粒子出现显著退化,γ'粒子的粗化存在Ostwald熟化机制与粒子聚集机制,它的粗化行为可以通过γ'相的形貌特征参数进行表征.MC碳化物在服役中发生分解,转变为周围包覆一层γ'膜的M6C型碳化物.在一定条件下,基体中可直接析出M6C型碳化物.晶界处碳化物有更强烈的分解趋势,晶界处形成包覆一层γ'膜的不连续M6C型碳化物.此种恢复热处理工艺优化了γ'粒子的形貌、尺寸、分布,有效恢复合金的组织退化及显微硬度,形成锯齿晶界,使合金持久性能得到恢复,提高了合金使用寿命.     

GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢的高温氧化性能

采用恒温氧化试验研究了GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢在不同氧化温度和氧化时间下的抗高温氧化性能,通过氧化质量增加法、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法表征分析了试验钢的氧化动力学、氧化膜形貌及成分变化。结果表明,试验钢在850、950和1050 ℃下的氧化动力学曲线均遵循抛物线规律;氧化100 h时,根据GB/T 13303—1991,平均氧化速率均属于1级完全抗氧化性级别。850 ℃和950 ℃下的氧化膜平整致密,由细小均匀密集排布的不规则多边形状氧化物组成;1050 ℃时,氧化膜中氧化物晶粒尺寸不均匀现象加剧。GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢良好的高温抗氧化性与氧化膜中高Cr含量有关。     

单晶涡轮叶片长期服役组织演化及性能退化分析

为对单晶涡轮叶片长时服役后的显微组织损伤及力学性能退化程度进行评价，分别选用服役时间为25000h和50000h的燃气轮机用高压涡轮叶片，截取叶身中部材料进行组织定量表征和显微硬度测试。定量测算了不同服役时间和不同位置的γ"相尺寸、体积分数，二次γ"相尺寸，基体通道宽度，并进行了维氏硬度测试。结果表明：同一服役时间不同位置γ"相尺寸粗化程度不同，前缘、尾缘高温区γ"相尺寸大于叶盆、叶背处，而体积分数稍小于其他两处；服役50000h的叶片γ"相尺寸大于相同位置处服役25000h叶片，体积分数呈相反规律；部分位置存在二次γ"相析出现象，二次γ"相析出位置基体通道宽度明显增加，经1100℃/2h空冷/炉冷实验验证，二次γ"相析出与工作高温及冷却方式有关；尾缘服役异常高温区出现TCP相，该相富含W、Re元素，经分析为μ相；不同服役时长前缘、尾缘位置显微硬度均下降明显，且显微硬度下降与γ"相尺寸增大呈负相关、体积分数减少呈正相关关系，γ"相尺寸、体积分数可作为本材料损伤评价参量。     

F12耐热钢的性能分析及失效研究

F12耐热钢是一种典型12Cr耐热钢,开发于上个世纪中前期,六十年代得到了推广应用,现在仍然是许多热电厂的主要部件用材。本文主要分析了F12的基本结构、性能,对其性能劣势进行了探讨,并进一步分析了长期服役后材料性能、组织退化的特点,为今后的研究提供有益的参考。     

9Cr马氏体耐热钢的组织性能分析和失效研究

9Cr马氏体耐热钢是目前制造热电厂关键设备的主选钢种,其最大的特点是600℃左右高温服役条件下具有良好的持久强度,较好的抗腐蚀性能.本文主要分析了9Cr马氏体耐热钢的基本结构和性能,对其性能进行了探讨,并进一步分析了长期服役后材料性能、组织退化的特点,为今后的研究提供有益的参考.     

热处理工艺对高碳高铬钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对RE复合变质高碳高铬合金钢的显微组织和力学性能的影响.研究结果表明:经热处理后组织内残余奥氏体完全分解,转变为粒状珠光体+M7C3型碳化物.高温固溶处理会对共晶碳化物的形态产生影响,随着固溶温度的提高,连续网状的共晶碳化物转变为杆状和块状,使材料的冲击韧性得到提高,球化处理促使基体内大量二次碳化物的析出,大大提高了材料的硬度.适合于高碳高铬合金钢的热处理工艺为1 200℃加热lh固溶,水冷,然后750℃×5 h球化处理.经此热处理后,与铸态实验钢相比硬度提高了30.8％,达到HRC53.9,冲击韧性提高了25％,达到9.5 J/cm2.     

WC20CrMoWV钢结硬质合金热处理后组织及性能研究

研究了模具用WC20CrMoWV钢结硬质合金热处理后组织与机械性能的关系,试验结果表明在1100～1250℃淬火并于640～660℃回火后,硬度HRC64～65;抗弯强度2150MPa;冲击韧性8J/cm2;具有理想的综合机械性能,其耐磨性与同等硬度的W6Mo5Cr4V2高速钢相比,提高25%。     

高Cr铁素体耐热钢与奥氏体耐热钢的异种材料扩散连接接头组织演变及力学性能

开展了高Cr铁素体耐热钢与TP347H奥氏体耐热钢的异种材料真空扩散连接实验,研究了扩散连接时间及焊后热处理工艺对扩散影响区组织演变和力学性能的影响。结果表明,随着扩散连接时间的延长,界面结合率逐渐增加。变形储存能差异与位错滑移的相互作用下,在扩散连接界面处发生动态再结晶形成了细小晶粒,最终演化成锯齿状的界面结合形态。扩散连接区晶界与晶粒内部析出细小弥散的MX、M23C6相。焊后热处理之后扩散连接区的晶粒进一步细化,位错相对稳定化,位错密度减少,小角度晶界增多,元素扩散更加充分。对获得的扩散连接试样进行不同温度的拉伸实验,断裂位置均位于基体中,说明获得了高质量的异种材料扩散连接接头。     

Cr35Ni45钢高温长期服役过程中的组织演化规律分析

采用光学显微镜、XRD、扫描电镜和电子探针等手段对不同服役时间(原始态、服役1.5年及6年)Cr35Ni45型裂解炉管的组织形态及析出相演化规律进行系统分析。结果表明,原始铸态炉管的组织为奥氏体基体、长条状M7C3碳化物及鱼骨状NbC与基体的共晶体;高温长期服役过程中,M7C3发生向M23C6碳化物的转变,共晶碳化物NbC发生向铌镍硅化物或η相转变,同时,晶内析出大量弥散分布的颗粒状二次M23C6碳化物;随着高温服役时间的进一步延长,碳化物形态从原始的条状、鱼骨状向块状转变并逐渐连接成网,晶内析出的二次碳化物随服役时间的延长逐渐溶解合并,数量减少。造成Cr35Ni45钢高温长时服役过程中析出相结构及形貌变化的主要原因在于该钢1000℃左右的服役条件及高温下析出相的稳定性。     

高碳低合金铸造耐磨钢的组织和性能研究

结合国内外常用的高碳低合金钢,重点研究了热处理工艺对其组织和性能的影响,并对其机理进行了探讨.试验结果表明:高碳低合金钢具有良好的淬透性和淬硬性；经过870℃保温2h风淬+550℃保温2h回火热处理工艺后,其组织为回火马氏体+屈氏体+碳化物,钢的硬度为HB477,冲击韧度为73 J/cm2,综合性能优良.适于高冲击磨损的工况条件.     

LY12合金低温拉伸变形行为研究

对人工时效后的LY12合金进行了不同温度系列拉伸试验,采用SEM和光镜对断口及其附近的显微组织进行观察,研究了温度对LY12合金拉伸变形行为的影响。结果表明,LY12合金正常时效时析出相的主要成分为Al2CuMg,随温度的逐步降低,析出相发生脆性断裂的可能性更大。同时析出相与基体分离需要吸收更多外界能量,从而使LY12合金的抗拉强度与屈服强度随温度的逐步降低单调增加;随温度的逐步降低,析出相的脆性断裂降低了对位错的阻碍作用,使位错滑移距离增长,因此材料的伸长率呈增长趋势。