时效温度对Super304H钢组织和韧性的影响

通过对时效条件下Super304H钢的微观组织分析,研究了Super304H钢组织变化对韧性的影响。结果表明：Super304H钢在600～700℃的时效温度范围内,随温度升高组织中析出相数量不断增加,但不同析出相的数量增加趋势不同,Nb（C,N）的数量呈缓慢增加趋势,而M23C6的数量先快速增加然后增加幅度趋缓。随M23C6析出量增大,冲击功相应降低,因此M23C6沿晶析出应是Super304H钢时效脆化的主要原因。     

Super304H钢600℃时效后的组织变化

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X-射线衍射仪研究了Super304H钢在600℃时效条件下的组织变化规律。结果表明,Super304H钢在600℃时效条件下基体组织均是单一的奥氏体,析出相主要由Nb（C,N）、富Cu相和M23C6组成。时效时间不同,析出相的数量、形态和分布不同,随时效时间的延长,Nb（C,N）析出量缓慢增加,而M23C6析出初期快速增加,300 h后析出量变缓。     

时效温度对Super 304H钢焊缝金属组织和韧性影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析等方法并通过冲击试验,研究了时效温度600~700℃,500 h时效条件下Super 304H钢焊缝金属的组织和冲击韧性变化.结果表明,焊缝金属组织均为γ＋析出相,焊态焊缝组织中主要析出相种类为Nb（C,N）和富铜相,时效组织中析出相种类又新增加了M23C6;随时效...     

时效温度对Super304H钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜研究了新型奥氏体耐热钢Super304H在高温时效条件下析出相的变化.结果表明,Super304H钢经700～1250℃时效后,组织中出现4种析出相:Nb(C,N)、富Cu相、M_(23)C_6和NbCrN.随时效温度的不同,析出相发生析出或溶解的变化,同时它们的形态、分布和数量随温度变化呈现出不同的变化规律,其中M23C6在700～900℃主要沿晶界析出,这将会降低钢的高温蠕变强度及抗晶间腐蚀性能.     

650 ℃时效Super 304H耐热钢的显微结构与高温拉伸性能

研究了650 ℃不同时间时效Super 304H钢的显微组织及高温拉伸力学性能特征,探讨其高温拉伸断裂机制.结果表明:高温时效Super 304H钢中析出ε富铜相、Nb(C,N)和M7C3等析出相颗粒.时效初期,M7C3相优先在晶界析出,Super 304H高温强度显著提高,但塑性快速下降.在时效300 ～500 h时,由于M7C3相逐渐粗化,其高温强度及塑性下降较快.继续时效导致细小ε富铜相和Nb(C,N)相在奥氏体晶内持续析出、弥散分布,其高温强度及塑性逐渐稳定.时效态Super 304H钢高温拉伸断裂呈剪切断特征.采用应力三轴度理论解释了650 ℃时效Super 304H钢的高温拉伸变形行为及拉伸断裂机制.     

T92/Super304H异种钢焊接接头组织分析

利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和X-射线衍射等方法研究了T92/Super304H异种钢焊接接头的微观组织.结果表明,焊缝金属的基体组织为奥氏体胞状树枝晶,组织中有析出相分布,其主要为M23C6和NbC;Super304H钢侧热影响区的组织亦为奥氏体+析出相,但析出相的种类为NbC、富Cu相和M23C6;而T92钢侧热影响区组织则为回火马氏体+析出相,析出相主要为M23C6,在熔合区两侧没出现明显的增碳脱碳层.     

Super304H奥氏体耐热钢时效后的组织结构

利用扫描和透射电子显微镜对Super304H奥氏体耐热钢在650℃×5000 h时效处理后的组织结构进行观察与分析。结果表明Super304H奥氏体钢中存在固溶处理过程未溶解的尺寸约为2μm块状、150 nm球状NbC以及1μm圆形夹杂物,这些NbC与基体不存在特定的位向关系,时效过程析出的尺寸约为8 nm多边形状NbC则与基体存在立方取向关系;M23C6可以NbC为核心析出形成双层结构,偶尔发现在基体单独析出,M23C6与奥氏体存在立方取向关系,在奥氏体晶界析出的多边形状M23C6与基体也存在立方取向关系,而椭圆颗粒状M23C6则不存在这种关系;奥氏体基体内析出大量尺寸约为35 nm的富Cu相与基体存在共格关系,富Cu析出相对Super304H奥氏体钢强化作用主要来自共格强化效应。     

时效粗、细晶Super304H钢的第二相析出行为及力学性能

采用预变形后固溶处理的方法制备了粗晶Super304H钢试样，对比研究了粗、细晶Super304H钢试样在700℃时效过程中的第二相析出行为及力学性能。结果表明：时效过程中，细小MX相与富Cu相颗粒主要分布于奥氏体晶内，奥氏体晶粒尺寸对其析出行为影响不大。粗晶Super304H钢中的M₂₃C₆相颗粒择优沿奥氏体晶界析出，长大速率大，时效1200 h后，呈连续网络状分布。随着时效时间的延长，粗、细晶Super304H钢试样的室温及高温拉伸强度先上升后下降，最终趋于稳定，断后伸长率单调下降。时效态粗晶Super304H钢试样的室温、高温拉伸力学性能，尤其是塑性，均明显小于时效态细晶Super304H钢试样。     

Super 304H耐热钢的强化机理

Super 304H是在18Cr-8Ni钢基础上通过加入Cu、Nb、N开发的具有极高持久强度的新型耐热钢。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜以及X射线衍射仪分析了Super 304H钢供应状态、650℃持久试样的微观组织。通过研究Super 304H钢持久过程中析出相尤其是ε-Cu的变化情况,探讨了其对持久强度的影响。结果表明,该钢中存在大量细小的ε-Cu,长期蠕变后粗化程度很小。计算结果表明ε-Cu的沉淀强化作用占Super 304H钢650℃时持久强度的30%以上,是Super 304H钢具有高持久强度的主要原因。供应状态下析出的大量细小Nb(C,N)和蠕变过程中析出的M23C6和NbCrN尺寸较为细小时,对该钢持久强度的提高也有一定作用。     

700℃长时时效后Super304H钢的析出相分析

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM-EDS)分析了原始和700℃分别时效500、800、1500、2500和3650 h的Super304H钢析出相变化特征。结果表明:Super304H钢在700℃时效过程中,析出相总量与时效时间符合函数S=0.036+7.8×10~(-4)t-1.20×10~(-5)t~2+7.61×10~(-9)t~3-1.85×10~(-12)t~4+1.53×10~(-16)t~5;析出相主要为时效过程中聚集的M_(23)C_6和弥散分布的Nb(C,N);随着时效时间增加,M23C6中Fe含量减少,Cr、C含量增加,而Nb(C,N)中Nb含量减少,C、N含量增加。     

SuPer304H钢焊接接头时效脆化机理

采用扫描电镜、能谱仪、透射电镜、X射线衍射分析等方法并通过冲击试验,研究了Super304H钢接头在650℃时效后的脆化现象.试验发现,接头的组织为γ+析出相,造成接头650℃时效脆化的根本原因是焊缝金属中大量Cr<,23>C<,6>沿晶析出,而且析出量是决定因素.经650℃时效后,组织中均明显析出Nb(C,N)和Cr...     

650℃时效条件下HR3C钢焊缝金属组织与韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析等方法并通过冲击试验,研究了650℃时效条件下HR3C钢焊缝金属的组织和冲击韧性变化.结果表明:焊缝金属组织为γ+析出相,其主要析出相种类均为Nb(C,N)、M<,23>C<,6>和富Cu相;随时效时间延长,析出相数量不断增加,其中M<,23>C<,6>析出对析出相数量变化起主要作用;时效后焊缝金属的冲击功出现了急剧降低,200 h即达到显著的脆化状态,造成时效脆化的主要原因是时效过程中M<,23>C<,6>析出量的变化.     

Super304H钢和TP304H钢晶间腐蚀敏感性研究

利用电化学动电位再活化法(EPR)测试了Super304H钢和TP304H钢的晶间腐蚀敏感性.结果表明,Super304H钢和TP304H钢的再活化率在同一个数量级上.Super304H钢和TP304H钢组织中都没有明显的Cr23C6析出相,所以未出现明显的基体贫铬现象,因此二者具有优良的耐晶间腐蚀性能.     

T92钢700℃高温时效组织与性能

对T92钢在700℃,时间为200、500、800、1000 h的高温时效处理后材料的显微组织和力学性能(包括拉伸性能、冲击性能和硬度)进行研究,同时与供货态T92钢的性能和组织进行比较。试验结果表明,T92钢在700℃时效过程中,强度和硬度值均有所下降,但下降幅度不大;而冲击吸收能量显著下降,和原始试样相比,时效1000 h后,冲击能量下降约26%。显微组织观察结果表明,时效过程中T92钢仍保持马氏体板条形貌,但随着时效时间的延长,马氏体板条宽化,且有亚晶出现。交货态显微组织中的析出相类型主要为M23C6型碳化物,时效过程中,M23C6型碳化物晶界析出并长大,是冲击吸收能量下降的主要因素,MX相在时效过程中数量增加但粗化不明显,时效500 h后Laves相析出,但数量很少,在时效后期有所粗化,数量没有增加。     

时效处理SUS316L不锈钢中析出相的晶体结构和化学成分

研究了经1100℃固溶化处理和550℃,600℃及650℃,10000h时效处理后SUS316L不锈钢中的微观组织.利用透射电子显微镜对析出相的形状,大小,分布特征进行了观察.利用电子衍射技术对析出相的晶体结构进行了分析.利用分析电子显微镜能谱分析仪对析出相的化学成分进行了分析.结果表明：固溶后的SUS316L不锈钢经不同温度时效都有M23C6型碳化物的析出相存在.能谱分析显示M23C6析出相主要是由金属铬组成的碳化物.大部分M23C6碳化物分布在基体的晶界上,也有部分M23C6碳化物分布在基体的晶粒内部和晶体缺陷处.M23C6碳化物的大小和数量随着时效温度的升高而增加.     

Super304H钢焊缝在高温持久应力下的组织转变

采用光学显微镜、扫描电镜及其EDS、相分析和XRD等分析方法,研究了Super304H钢焊缝及在不同高温(650℃)持久应力下的组织转变。结果表明,焊态下焊缝组织为奥氏体和析出相,析出相以铌相为主。经过高温持久拉伸后,焊缝组织的耐蚀性降低,析出铌相发生了一定程度的溶解,多呈长条状或块状分布,还出现了一定量的α相和M23C6相。此外,焊缝组织的凝固晶界和凝固亚晶界也在高温持久应力下发生了变化。     

620℃长期时效对汽轮机转子用COST-FB2钢组织和性能的影响

利用Thermal-Calc热力学软件对COST-FB2钢平衡条件下的析出相进行了计算,结合扫描、透射、化学相分析等手段研究了620 ℃不同时效时间下超超临界电站转子用COST-FB2钢的组织、M23C6 碳化物和Laves相的演变,并分析了其变化对性能的影响。结果表明: COST-FB2钢在620 ℃后室温强度和塑性变化不大,高温强度和塑性有波动,冲击性能和硬度在时效前1 000 h下降幅度较大,随着时间的进一步延长有所波动下降的幅度较小。时效 0 ~ 10 000 h 过程中COST-FB2钢中马氏体板条结构比较稳定,位错密度和小角度界面下降,M23C6 碳化物平均粒度增加;Laves相在时效2 000 h开始析出,到时效 10 000 h过程中其尺寸不断增加,10 000 h后平均直径约410 nm,其粗化程度远大于M23C6碳化物;在时效 2 000~6 000 h,Laves相的单位面积数量不断增加,6 000 h以后Laves相的单位面积数量开始下降,时效8 000 h以后趋于平稳。国产COST-FB2钢转子大锻件在620 ℃时效 10 000 h过程中表现出较好的组织和性能稳定性。     

超超临界锅炉用新型奥氏体耐热钢HR3C的高温时效脆化研究

通过冲击性能试验、光镜、透射电镜和扫描电镜等方法对超超临界机组用新型奥氏体耐热钢HR3C经650℃时效不同时间后的冲击韧度和显微组织变化进行了研究。结果表明,HR3C钢在650℃时效过程中具有较明显的时效脆化倾向,时效500 h后冲击韧度由时效前的351.7 J/cm2降低到40 J/cm2以下,而后随着时效时间的延长(直至6000 h),冲击韧度基本稳定在20～25 J/cm2;HR3C钢长时时效后的断裂形式主要是以沿晶断裂为主的脆性断裂;时效初期HR3C钢冲击韧度降低的主要原因是由于沿晶析出较多网状M23C6和少量σ沉淀相造成的;时效后期,M23C6出现聚集、球化、长大,但由于σ相的析出量增加,使该钢时效6000 h后的冲击韧度仍保持在较低的水平。     

长时服役超超临界机组Super304H钢组织与性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪、万能材料试验机研究了服役42000 h后超超临界机组用Super304H钢的微观组织与拉伸性能。结果表明:经高温服役后Super304H钢在奥氏体基体晶界处和晶粒内部形成大量析出相,包括M_(23)C_6、MX和富铜相。受热力学驱动和生长动力学特性影响,Super304H钢高温服役过程中形成的析出相表现出不同的形态、尺寸和分布特征。高温服役后的Super304H钢具有较高的强度,但塑性下降。     

时效对HR3C钢晶间腐蚀敏感性的影响

利用双环电化学动电位再活化技术,结合SEM和EDS等分析方法,研究了600℃时效后HR3C钢的晶间腐蚀敏感性变化。结果表明,时效HR3C钢发生晶间腐蚀的根本原因是M23C6相沿晶析出,并且析出量起着重要作用。时效过程中M23C6沿晶形态和析出速度随时间发生变化,时效初期M23C6沿晶界快速析出,导致晶间腐蚀敏感性快速增大;随时效时间延长M23C6相析出量稳步增加,晶间腐蚀敏感性增速趋缓,HR3C晶间腐蚀敏感性增大趋势与M23C6析出量变化趋势一致。