长期时效对高铬耐热钢显微组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜研究了 650℃长期时效对Fe-9.4Cr-3.2W-4.0Co-0.22VNbN超低碳高铬铁素体/马氏体耐热钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明.在650℃长期时效过程中,在原奥氏体晶界和马氏体板条界析出Fe2w型Laves相,在晶内有Z相析出.钢的硬度在时效500 h时达到最大值后,随着时效时间的延长而降低.     

一种高铬马氏体耐热钢的显微组织和力学性能

研究了高铬马氏体耐热钢(0.09C-10.2Cr-0.52Ni-1.52Mo-0.22V-0.07Nb-3.0Co-0.01Ti-0.0129N-0.0033B)的显微组织和力学性能.结果表明该钢经1100℃×1h空冷正火处理 750℃×1h空冷回火处理后的显微组织为板条状马氏体,在原奥氏体晶界和板条间分布有M23C6碳化物,并有少量1～3μm的M3B2颗粒,马氏体板条内部有10～30 nm的MX型析出相.短期蠕变试验数据显示其在650℃的蠕变性能优于P92钢.     

回火温度对耐热钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、布氏硬度计和拉伸试验研究了一种硼含量为0.01%的耐热钢经200~650 ℃回火后的碳化物形态和分布情况,以及其对力学性能的影响。结果表明:随回火温度的升高,碳化物的平均尺寸逐渐增加,形态由低温回火时的针状逐渐转变为高温回火时的块状;耐热钢的硬度、抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高呈现先增加后下降的趋势,伸长率由6%提高到12%;随回火温度的升高,耐热钢由脆性断裂转变为韧性断裂,断口形貌由河流花样转变为韧窝。     

一种高铬耐热钢的显微组织和负蠕变现象

采用扫描电镜、X射线衍射和蠕变试验研究了一种高铬铁素体耐热钢Fe-0.02C-8.72Cr-0.45Mo-1.76W-4.18Co-VNbN的显微组织和蠕变性能.结果表明:经1100℃×1h正火和700℃×1h+750℃×1h两阶段回火处理后,实验钢的显微组织为板条状回火马氏体,在650℃时效过程中有Fe2W型的Laves相析出.在650℃、250 MPa条件下该钢出现负蠕变现象,初步分析得知该现象的产生与蠕变过程中相的析出和粗化等有关.     

长期时效对铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜和金相显微镜研究了580℃长期时效对ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢显微组织的影响。研究结果表明:在1 050℃×1 h空冷淬火+580℃×2 h空冷回火后,存在纳米尺寸的M6C型碳化物弥散分布在回火马氏体板条上;580℃长期时效处理1 000 h,原奥氏体晶界和马氏体板条界上析出M23C6型碳化物,δ-铁素体中析出M23C6型碳化物和Laves相。     

固溶温度对S31042耐热钢微观组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对S31042耐热钢力学性能及微观组织的影响.结果表明,随着固溶温度升高,钢的硬度和高温强度降低,硬度在1100～1200℃出现了平台;微观组织由静态回复、部分再结晶逐渐过渡到完全静态再结晶,直至晶粒长大,位错密度逐渐降低.随着温度升高Nb的固溶度增大,含Nb析出相颗粒的尺寸减小和数量减少.固溶态钢中只含有Nb(C,N)和NbCrN相.在1180～1250℃×5 min进行固溶处理能满足工业生产要求.     

低活化元素对耐热钢组织及性能的影响

研究了Ti和Co元素对9Cr3W耐热钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti可以细化耐热钢9Cr3W中原奥氏体晶粒和析出相,并且促使析出相均匀弥散分布于基体中。Co促使析出相分布不均,加剧M23C6型析出相团聚。Ti元素和Co元素对9Cr3W钢都有强化作用。在650℃、120 MPa条件下,加入Co和Ti后,9Cr3W的蠕变断裂寿命从264 h延长到了502 h和516 h。     

形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响

为了提高火电发电效率，要求耐热钢在更高的服役温度下保持良好的高温性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与电子探针(EPMA)等手段，研究了不同变形量的形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响。结果表明，随变形量的增加，11Cr3Co钢板基体组织得到显著细化，马氏体板条宽度变细，小角度晶界数量减少；在200~700 ℃拉伸时，不同变形量形变热处理的钢板抗拉强度均得到提升，伸长率略有降低；在400、600 ℃拉伸时，经20%TMT700-T处理后的钢板抗拉强度分别为299、269 MPa，伸长率分别为19.3% 、21.93%，具有优异的综合力学性能。形变热处理钢板组织中的高密度位错能够促进析出粒子数量增加且使40~100 nm M23C6与10~30 nm MX粒子的分布更加均匀弥散，更好地保证了耐热钢组织的高温稳定性。     

加热温度对Fe-Cr-Co马氏体耐热钢组织和性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了Fe-Cr-Co马氏体耐热钢在850～1200 ℃加热后的组织,用Gleeble1500热模拟试验机对该钢在此温度范围内的压缩行为进行了研究.结果表明,压缩应力-应变曲线在1000 ℃以下或1050 ℃以上表现出两种不同的规律.这是由于该耐热钢在1000 ℃以下和1050 ℃以上的相组成不同造成的.     

形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响

为了提高火电发电效率，要求耐热钢在更高的服役温度下保持良好的高温性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与电子探针(EPMA)等手段，研究了不同变形量的形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响。结果表明，随变形量的增加，11Cr3Co钢板基体组织得到显著细化，马氏体板条宽度变细，小角度晶界数量减少；在200~700 ℃拉伸时，不同变形量形变热处理的钢板抗拉强度均得到提升，伸长率略有降低；在400、600 ℃拉伸时，经20%TMT700-T处理后的钢板抗拉强度分别为299、269 MPa，伸长率分别为19.3% 、21.93%，具有优异的综合力学性能。形变热处理钢板组织中的高密度位错能够促进析出粒子数量增加且使40~100 nm M23C6与10~30 nm MX粒子的分布更加均匀弥散，更好地保证了耐热钢组织的高温稳定性。     

正火温度对超高强度不锈钢组织与力学性能的影响

研究了正火工艺对新型超高强度不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明,经1050 ℃正火不但改善了原始态的混晶组织,得到了等轴的晶粒,同时溶解了原始晶界上网状的M₂₃C₆型碳化物,明显提高了钢的韧性。经正火处理的试样再经1080 ℃固溶和540 ℃时效处理后,强度可达到1998 MPa,断裂韧性达到105 MPam^1/2,满足了工程技术的要求。     

正火温度对低活化马氏体钢组织及力学性能的影响

对低活化马氏体钢丝材进行1000~1100 ℃保温60 min的正火处理,随后在790 ℃保温90 min进行回火处理,研究正火温度对低活化马氏体钢丝的显微组织及力学性能的影响。结果表明,正火后,丝材的显微组织由粒状珠光体转变为板条状马氏体,碳化物粒子大部分回溶于基体中,正火温度的升高加速碳化物粒子的回溶,在1100 ℃实现完全回溶;原奥氏体晶粒尺寸随正火温度升高显著增大(由1000 ℃的7.4 μm增至1100 ℃的34.9 μm)。回火处理后,马氏体板条尺寸变宽,板条间的位错密度显著降低,析出相沿晶界、晶粒内部析出、球化及长大,其中M₂₃C₆(M以Cr为主)相为短棒状,分布在晶界,而MX(M以Ta为主)相为椭球状,分布在马氏体板条内部。经1000 ℃×60 min正火+790 ℃×90 min回火后能够获得最佳的综合力学性能,其抗拉强度为745.7 MPa,断后伸长率为18.9%。     

模拟正火温度对Q355E钢锻件组织和性能的影响

利用模拟程控热处理炉进行300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件心部材料的模拟正火处理试验,通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸和冲击试验机,研究模拟正火温度对厚截面风电法兰用Q355E钢锻件组织和性能的影响。结果表明,模拟正火温度由780 ℃升高至900 ℃,并经580 ℃回火后,材料-50 ℃冲击吸收能量呈现先增加后降低的趋势,铁素体平均尺寸由14.73 μm降低至12.07 μm又增大至15.02 μm,珠光体的平均尺寸从3.69 μm增大至10.51 μm;模拟正火温度为820 ℃和840 ℃时,铁素体和珠光体组织均匀细小,珠光体呈条状和近等轴状分布,-50 ℃冲击吸收能量为183.8~211.1 J,试样剪切断面率在50%以上。对于300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件,可选择820~840 ℃正火处理,以获得优良稳定的低温冲击吸收能量。     

正火温度对USS122G超高强度不锈钢组织及性能的影响

通过光学显微镜、电子显微镜、物理化学相分析等表征方法研究了不同正火温度对USS122G超高强度不锈钢的微观组织和硬度的影响。结果表明:随着正火温度的升高,试验钢硬度降低,残留奥氏体含量增加,第二相含量减少,原奥氏体晶粒变大。综合分析不同正火温度对钢中第二相的种类、质量分数与硬度以及晶粒大小的影响,最终确定该试验钢的最佳正火温度为1020 ℃。     

正火对铸态低合金钢组织和性能的影响

分析了不同正火温度对低合金铸钢ZG35SiMnMo的组织、强度以及冲击韧性的影响规律。结果表明,铸态铸钢中存在大量魏氏组织,强度及冲击性能较差,断面呈现出大面积较平区域。随着正火温度的提高,魏氏组织逐渐减少,并转化为粒状铁素体,强度和韧性提高,当正火温度达到900 ℃时,魏氏组织全部消失,转化为大小均匀的粒状铁素体,断口出现大量较深的韧窝,强度和冲击韧性最高,当正火温度超过900 ℃时,粒状铁素体和珠光体粗化,强度和冲击性能降低,说明最佳正火温度为900 ℃。     

热轧工艺对高铝铁素体耐热不锈钢组织性能的影响

电站锅炉的连接件需具有优良的抗高温氧化性、冲击韧性和塑性，主要采用铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si制造，热轧工艺对其塑韧性能有至关重要的影响。采用热轧试验，研究了不同热轧工艺对铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si组织性能的影响规律。结果表明，热轧温度为700 ℃时，0.1C-18Cr-1Al-1Si热轧板的再结晶最充分；横纵轧和纵轧不同轧制方式下0.1C-18Cr-1Al-1Si板材小角度晶界比例均较高，边部小角度晶界出现频率更高；采用横纵轧工艺可以明显减轻0.1C-18Cr-1Al-1Si板材力学性能的各向异性。     

热轧工艺对高铝铁素体耐热不锈钢组织性能的影响

电站锅炉的连接件需具有优良的抗高温氧化性、冲击韧性和塑性,主要采用铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si制造,热轧工艺对其塑韧性能有至关重要的影响。采用热轧试验,研究了不同热轧工艺对铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si组织性能的影响规律。结果表明,热轧温度为700 ℃时,0.1C-18Cr-1Al-1Si热轧板的再结晶最充分;横纵轧和纵轧不同轧制方式下0.1C-18Cr-1Al-1Si板材小角度晶界比例均较高,边部小角度晶界出现频率更高;采用横纵轧工艺可以明显减轻0.1C-18Cr-1Al-1Si板材力学性能的各向异性。     

Intergranular fracture in high chromium heat-resistant steel

The grain boundary segregation of impurities, especially phosphorus, and the fracture behavior of 12Cr heatresistant steel have been investigated. Temper embrittlement caused by phosphorus at grain boundaries was observed at a temperature below 750°C. Phosphorus at the grain boundaries increased as tempering temperature decreased, which changed the fractrure mode from trans- to intergranular. The segregation free energy of phosphorus was evaluated asδG _segrδH_segr- TδS_segr=- 24,900-48.2T (Jmol^-1). The enhanced concentration of phosphorus at the grain boundaries is due to the decrease in carbon activity by the chromium addition rather than the synergistic cosegregation of chromium and phosphorus.     

温度对低碳钢微观组织与高温力学性能的影响

利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)与电子万能试验机对低碳钢不同温度下的微观组织与高温力学性能进行了详细的研究与讨论。结果表明,无论室温拉伸还是高温拉伸,位于晶界上的碳化物(Fe₃C)颗粒是诱发低碳钢裂纹的主要因素。与室温拉伸性能相比,提高加热温度,抗拉强度明显下降,伸长率显著增加。在高温下,随着温度的提高,抗拉强度线性下降,而伸长率先降低而后趋于稳定。在520 ℃拉伸过程中,低碳钢中产生了大量的滑移带,诱发了动态回复。提高温度至720 ℃时,珠光体组织发生球化,形变铁素体晶粒内出现等轴状小晶粒,即发生了动态再结晶;经EBSD分析,形变铁素体晶粒间取向差较大,而其发生再结晶的等轴小晶粒间取向差较小。