铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢中的第二相析出行为

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪等方法研究了铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经1050℃×1 h空冷正火后在不同温度回火的显微组织及第二相析出行为。结果表明:铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经不同温度回火后,显微组织由板条状回火马氏体和少量δ-铁素体组成,在较低温度(550℃)回火时,高密度纳米尺寸M_6C型碳化物均匀分布在马氏体板条内,随回火温度的升高,M_6C型碳化物长大成细长针状,同时在原奥氏体晶界、马氏体板条界及δ-铁素体周围析出M_(23)C_6型碳化物,继续升高回火温度至700℃,板条内不再有M_6C型碳化物析出,板条界上M_(23)C_6型碳化物颗粒逐渐长大。     

回火温度对高Si铁素体/马氏体耐热钢组织与力学性能的影响

对高Si含量铁素体/马氏体钢在550～800℃进行系列回火试验,利用相图计算、组织观察与萃取析出相XRD分析相结合的方法研究了回火温度对高Si含量铁素体/马氏体耐热钢组织与性能影响。结果表明,在550～800℃回火,高Si含量铁素体/马氏体钢析出相由M_(23)C_6和(NbV)(CN)组成;当回火温度低于750℃时,随回火温度升高M_(23)C_6在析出相中所占比例逐渐升高;而当回火温度超过750℃时,M_(23)C_6溶解,其在析出相中所占比例逐渐下降。在700～800℃回火,随着回火温度的升高,高Si含量铁素体/马氏体钢强度和硬度均降低。     

铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢的显微组织和力学性能

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪研究了ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢在不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:铸态经580℃×2 h空冷回火后,显微组织由板条状回火马氏体和沿原奥氏体晶界分布的δ-铁素体组成,在δ-铁素体周围分布着连续网状的M_(23)C_6型碳化物,碳复型透射电镜分析发现在马氏体板条内分布有纳米尺寸M_6C-型碳化物;与铸态直接回火相比,经1050℃×1 h空冷淬火再经580℃×2 h空冷回火后,δ-铁素体含量减少且主要呈球状分布在回火马氏体基体上;1050℃×1 h空冷淬火处理对室温拉伸性能提高不大,但能显著提高室温冲击性能。     

9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢等温时效的组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜等研究了9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢在700℃等温时效条件下的显微组织演变规律,并就时效的硬度变化及组织中元素分布进行了分析。研究结果表明,9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢组织随着等温时效的进行发生了回复再结晶,马氏体板条尺寸增大,M_(23)C_6和MX沉淀相的析出数量、颗粒尺寸均明显增加。铁素体晶界周围析出大量的M_(23)C_6相,并且还在晶粒内部发现了MX相。时效初期的维氏硬度值增大,随后逐渐降低并最终趋于稳定。     

热处理对铸造4Cr9Si2耐热钢显微组织和性能的影响

研究了热处理对铸造4Cr9Si2耐热钢的显微组织和性能的影响。结果表明:铸造4Cr9Si2钢在铸态下组织为板条马氏体,经860℃×2 h退火处理后,在铁素体基体上析出粗大粒状和条状M_(23)C_6型碳化物,硬度降低,但冲击吸收功很低;经1020℃×2 h空冷正火+720℃×2 h回火热处理后,随后的冷却速率对显微组织和冲击吸收功影响很大。采用炉冷方式冷却的4Cr9Si2耐热钢存在高温回火脆性现象,组织中有细小弥散碳化物析出,造成二次硬化,硬度较720℃回火后水冷的试样高,冲击吸收功低。     

铸造冷却速率对CB2钢微观组织和力学性能的影响

采用SEM、TEM和拉伸试验机研究了铸造冷却速率对CB2钢的显微组织和力学性能的影响,分析不同冷却速率对CB2钢中夹杂物的含量、马氏体板条的宽度、析出相的形态和δ铁素体的含量的影响。研究发现:CB2-F和CB2-S钢的夹杂物比例分别为0.196 9%和0.0655 6%;两种钢的马氏体板条平均宽度分别为268.90 nm和301.46 nm;较大的冷却速率能够细化钢中的M_(23)C_6相,并能够减少室温下钢中δ铁素体的含量。较高的冷却速率可以提高CB2钢的强度。此外,在回火后的CB2-S钢的δ-铁素体中观察到长度约为100 nm,直径约为20 nm的M_3C相。δ-铁素体的存在降低了CB2-S钢的析出强化和位错密度。     

热处理对超超临界汽轮发电机组用X22耐热钢组织与性能的影响

采用SEM、TEM、硬度测试、冲击性能测试等方法,研究了不同热处理工艺对X22耐热钢组织及性能的影响。结果表明:X22耐热钢经1070℃×1 h油冷淬火处理后组织为板条马氏体,板条间有针状碳化物析出。经不同温度的回火处理后,X22钢组织依然保持马氏体板条形貌。当回火温度超过650℃时,针状碳化物消失,在马氏体板条和原奥氏体晶界上析出大量条状碳化物M_(23)C_6。随回火温度升高,X22钢硬度呈先降低后升高再快速降低的变化趋势,500℃时,硬度达到最大值52 HRC;X22钢的冲击功在500℃和650℃时出现了两次低谷,冲击功分别为11.7 J和9.7 J。     

11%Cr铁素体/马氏体钢蠕变前后的析出相研究

利用透射电镜和能谱仪研究了一种11%Cr铁素体/马氏体钢在蠕变前后的析出相的类型、成分、形貌以及尺寸分布。结果表明,蠕变前钢中的析出相主要为富Cr的M_(23)C_6碳化物,富Nb/富Ta-Nb的MX碳化物,富Nb的MX碳氮化物。在600℃,150 MPa应力下蠕变1100 h后(未发生断裂),M_(23)C_6相的化学成分和尺寸几乎没有变化,Ta-Nb富集的MC析出相溶解,Nb富集的MX析出相内Nb元素含量少量上升,Ta与Cr元素含量下降。MX相的尺寸在蠕变后明显减小。此外,在蠕变后的钢中发现了(Fe,Cr)_2W型的Laves相和M_6C型的碳化物。     

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。     

热处理工艺对403Nb钢组织与蠕变性能的影响

为扩大403Nb耐热钢的使用范围,比较研究了热连轧及热处理态403Nb钢的组织及蠕变性能。结果表明:403Nb钢在高温轧制时发生了动态回复及动态再结晶,组成相包括:α-Fe、Cr23C6及少量的NbC。其中,碳化物颗粒粗大,分布不均。经1050℃淬火后,获得了板条马氏体及残留的NbC。随着淬火温度的提高,晶粒有所长大,当温度达到1150℃时,出现较多沿晶界分布的δ铁素体。采用优化的热处理工艺,即1100℃淬火、650℃回火时,在原马氏体板条内及板条间弥散析出大量纳米级以Cr23C6为主的碳化物,此时,钢的使用温度及蠕变寿命可大幅度提高。文中阐述了钢组织的形成机制。     

铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si铸造合金析出相研究

采用相图计算、透射电子显微镜分析等手段,研究了铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si铸造合金析出相种类、析出规律和形貌。结果表明:0.1C-18Cr-1Al-1Si在平衡状态下平衡相由铁素体相、α-Cr相、AlN相、M_7C_3相、M_(23)C_6相等组成;随着温度降低,M_(23)C_6相中C含量先升高后降低,Fe含量逐渐降低,Cr含量逐渐升高;M_(23)C_6相具有复杂面心结构,M_7C_3晶体结构为正交结构;AlN为密排六方结构,密排面为(0001),密排面的面间距d=0.476 nm。     

CrWMn钢中添加微量Mo对网状碳化物的影响

依靠相平衡热力学方法,基于Cr WMn钢容易出现网状碳化物的分析,研究了Cr WMn钢中添加微量Mo对避免沉淀析出网状碳化物的作用,并计算了加微量Mo的Cr WMn钢的热处理工艺及其硬度。结果表明:当Cr WMn钢中添加0.3%~0.4%Mo时,在奥氏体相区M_3C消失而M_(23)C_6增加,并因M_(23)C_6与M_6C相互转变,降低了碳化物优先在奥氏体晶界上沉淀析出的程度;降温至铁素体区后,M_(23)C_6也参与沉淀析出和聚集长大的竞争,减轻了在晶界集中的可能性。并且,使钢中碳化物分布更均匀细化。试验和应用表明,在同样的热加工和冷却条件下,含0.3%~0.4%Mo的Cr WMn钢能够避免或减轻碳化物网状,碳化物颗粒尺寸约0.5μm,850℃淬火加200℃回火后硬度为62~64 HRC,与合金设计预测相符。     

9Cr3W3Co钢的持久性能

对9Cr3W3Co钢正火和回火后的组织及持久断裂机制和断裂源进行了研究。结果表明:9Cr3W3Co钢热处理后的组织由板条马氏体和M_(23)C_6相构成;9Cr3W3Co钢650℃下10~5h外推持久强度达到97 MPa,持久断口均呈微孔聚集型韧窝状,且持久断裂塑性随应力的降低而逐渐下降,高应力与低应力下的持久断口裂纹源分别为Al_2O_3和Laves相。     

Si含量对30Cr13不锈钢组织与力学性能的影响

使用高真空电弧熔炼炉熔炼了不同Si含量的30Cr13不锈钢试样。经扩散退火、淬火加低温回火后,进行硬度与拉伸性能测试,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段分析了30Cr13不锈钢显微组织和碳化物形貌及相组成。结果表明,在相同热处理条件下,随着Si含量的增加,显微组织逐渐由马氏体转变为铁素体;抗拉强度和硬度先增加后减小,在Si含量为1.00%时达到最高值;伸长率先增加再变小,在Si为1.5%时塑性最好;试样中碳化物质量分数随Si增加而递增,析出相主要为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物,同时伴有少量Cr7C3型碳化物。     

高Cr铁素体耐热钢连续冷却相变行为

基于传统高Cr铁素体耐热钢系的合金成分,对合金元素进行了一定范围内的调整,设计出一种新型高Cr铁素体系耐热钢。该钢的回火组织主要为大量板条马氏体＋少量铁素体组成。在差分膨胀仪上测定了不同冷却速度新钢的热膨胀曲线,进而制定该钢种的连续冷却转变（CCT）曲线。结果表明,随着冷却速度升高,相变点降低,马氏体板条宽度变小,铁素体由连续长条状向多边形结构和短条状转变,硬度值升高。     

锻造和热处理过程中建筑用高强钢的变形行为研究

以建筑用钢为对象,研究了试验钢在锻造和热处理过程中的组织转变及力学性能的变化规律。结果表明,试验钢锻造后的组织为板条马氏体和残余奥氏体,淬火处理后组织变为板条马氏体,高温回火后组织为回火马氏体和铁素体;随着冷却速率的降低,试验钢中马氏体板条宽度变窄,马氏体含量降低,铁素体含量增加。     

回火温度对00Cr16Ni5MoV不锈钢强韧性的影响

利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,系统研究了不同回火温度下00Cr16Ni5MoV马氏体不锈钢的组织和力学性能的变化。结果表明:00Cr16Ni5MoV不锈钢回火组织为回火马氏体+δ铁素体+逆转变奥氏体。随着回火温度的升高,板条马氏体组织逐步分解,逆转变奥氏体含量先增加后降低,在600℃时其含量达到最大值;00Cr16Ni5MoV不锈钢强度、硬度和屈强比则随着回火温度的升高先降低然后升高,在600℃回火后,强度、硬度和屈强比最低,而低温韧性变化趋势与强度相反。     

10%Cr-W型铁素体耐热钢的成分设计及热处理工艺探讨

在T91、T92等高Cr铁素体耐热钢研究的基础上,对10%Cr-W型铁素体耐热钢进行合金成分设计,主要进行了降低C含量、增加Cr含量及添加Co组元的优化及调整,并加以熔炼、锻造及轧制成型,继而通过对其热处理工艺的探讨制定了10%Cr-W钢的最佳热处理工艺。奥氏体化温度为1 100~1 150℃,回火温度为750~780℃,最终组织为6%的δ铁素体+回火马氏体。性能测试结果表明:10%Cr-W型铁素体耐热钢的常温及高温强度都优于T91钢。     

石油化工管线钢的热处理与耐蚀性能研究

采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法,对三元复合驱采油30Cr13管线钢回火过程中的组织转变和析出相演变进行了分析,并利用动电位极化方法研究了不同回火温度下30Cr13管线钢的耐腐蚀性能。结果表明:300℃和500℃回火管线钢基体组织都为回火马氏体,但是后者的马氏体内部有一定含量的孪晶结构。650℃回火管线钢基体组织为块状铁素体;300℃回火管线钢中的析出物为M3C型碳化物,其Cr含量与基体相当,而500℃和650℃回火管线钢中的析出物为M_(23)C_6碳化物,都为富Cr型碳化物;回火温度为500℃的管线钢出现了"失钝"现象,造成其耐腐蚀性能明显低于回火温度为300℃和650℃的管线钢,650℃回火条件下淬火温度的提高并不能显著改善管线钢的耐点蚀性能。     

P92钢焊条熔敷金属600℃持久测试及微观组织演变研究

文中在600℃试验条件下对P92钢焊条熔敷金属进行持久测试和组织演变研究。利用等温线法和Larson-Miller法外推10万h的持久强度分别为136 MPa和128 MPa。持久断裂试样抛光腐蚀后发现,其显微组织均保持回火马氏体形态。利用SEM对持久断裂试样的组织演变进行定性分析,持久试样主要的析出相为分布于板条马氏体晶界和大角度亚晶界的M_(23)C_6和Laves相;随高温持久时长的延长,Laves相发生聚集粗化,M_(23)C_6相发生Ostwald熟化。蠕变孔洞依附Laves相形核;随持久时间的延长,其数量密度呈下降趋势,当量直径有增大趋势;蠕变孔洞也最终导致了试样的断裂。