9％～12％Cr耐热钢在蠕变和时效过程中Z相的形成

蒸汽发电厂需要蠕变强度较高的高铬铁素体钢来提高热效率。为了提高高铬铁素体钢的抗蠕变能力，我们需要阻止其显微组织的变化，例如板条状马氏体组织的回复以及析出物的长大。特别是，高铬铁素体钢经过长期蠕变后其强度会由于显微组织的退化而突然降低。在长期蠕变实验过程中会出现新相，如Laves相和Z相。     

9Cr马氏体耐热钢发展及其蠕变寿命预测

9Cr马氏体耐热钢是目前热电厂关键设备制造的主选钢种,其最大的特点是600℃左右高温服役条件下良好的持久强度,较好的抗腐蚀性能。本文主要阐述了9Cr马氏体耐热钢的发展及其研究的最新进展,从材料的组织结构、蠕变特性和蠕变寿命预测等多方面叙述了有关9Cr马氏体耐热钢的研究动态。     

309S奥氏体耐热钢的高温性能研究

研究了309 S奥氏体耐热钢的高温瞬时强度、高温持久强度和高温疲劳性能.结果表明:随着变形温度从室温到1000℃,瞬时的屈服强度和抗拉强度显著降低,只有室温的14％和7％;根据应力与持久强度的关系,外推出持久时间1000 h时,800、900和1000℃的持久强度分别为37.98、12.63和7.27 MPa,高温变形断裂以沿晶方式进行;试验条件下900℃的疲劳极限为25 MPa,疲劳循环次数和裂纹扩展时间随着应力水平的增加而减少;疲劳裂纹萌生于试样表面,并以穿晶方式扩展.     

S31042耐热钢650 ℃持久的析出相对持久塑性的影响

 S31042钢是一种重要的超临界和超超临界锅炉用钢。针对该钢持久塑性差的问题,采用扫描电镜和透射电镜研究了S31042钢在650 ℃持久前后的微观组织,主要探讨了析出相对持久塑性的影响。结果表明：持久1 608 h,S31042钢的塑性快速下降。而后塑性缓慢下降,并逐渐趋于稳定。S31042钢持久过程中主要的析出相为二次NbCrN和M23C6,长期持久会导致少量σ相和Cr3Ni2SiC的析出。S31042钢持久塑性显著下降的主要原因是由于M23C6在晶界上的析出。此外,链状M23C6、立方形M23C6以及未溶的NbCrN对S31042钢的持久塑性也有害。     

TP310HCbN耐热钢Ф47mm×8mm管材700℃持久试验析出行为

通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析和硬度试验等方法分析了TP310HCbN耐热钢(/%:0.07C,0.39Si,1.20Mn,25.05Cr,20.40Ni,0.42Nb,0.266N)φ47mm×8 mm冷轧管经1 120~1 160℃固溶处理后在700℃0~19 570 h持久试验时的析出相。结果表明,TP310HCbN耐热钢700℃95~220 MPa持久试验时间在0~1 000 h时,随时间增加,硬度HV值由237增至255,当持久时间超过1 000 h,硬度趋于平稳;随着持久时间增加,该钢晶内析出物由颗粒状转变为棒状,并存在大量与位错相互作用的蠕虫状NbCrN析出物;生产的TP310HCbN耐热钢700℃-100 000外推持久强度为63.65 MPa满足标准要求。     

奥氏体耐热钢的组织性能研究

研究了耐热钢1.4828和1.4835在冷轧过程中的组织性能演化和950～1 000℃、10 h时效后的组织性能稳定性。结果表明,两个钢种在压下量达70%时发生明显的加工硬化,但均没有形变马氏体生成。在950～1 000℃时效时,1.4835有碳化物和氮化物在晶界析出,强度与未时效的相当;而1.4828在975℃以下有碳化物析出,更高温度时表现出晶粒的长大和强度的降低。     

一种11%Cr马氏体耐热钢的组织和105h持久强度

研究了一种11Cr-6Co-2W-1Mo马氏体耐热试验钢的组织结构和蠕变性能。结果显示,该耐热钢微观组织为回火马氏体和少量分布在原奥氏体边界的δ-铁素体,析出相主要为M₂₃C₆、MX。基于不同温度与应力下短时蠕变测试结果,利用Larson-Miller参数法和新蠕变模型与Monkman-Grant关系式相结合的方法,预测得到该耐热钢于650℃下服役10⁵ h的持久强度分别为69和18 MPa;后者预测得到的持久强度更低,这是因为基于该模型得到的试验钢的应力指数,在低应力比区间的试验值远低于其高应力比区间的试验值。蠕变测试后试样微观组织和析出相的定量分析结果显示：不同应力比区间,钢中马氏体板条和析出相尺寸在高应力比区间随测试应力降低而粗化的速率明显低于其在低应力比区间的速率,表明这些组织结构演变特征是导致试验钢的应力指数在低应力比区间远低于其在高应力比区间的原因。     

G106耐热钢的相分析

G106钢是我国新近研制出的一种低合金耐热钢。其10万小时的持久强度(热强性)可达4公斤/毫米~2以上,而且具有良好的工艺性能和抗氧化性能。这种钢材长期在高温高压下使用,相当于进行长时间的应力时效热处理。在这期间钢中某些元素逐渐转化为碳化物相,使得钢材中各种碳化物的总量发生变化,这种变化改变了钢材的热强性,决定再热器的使用寿命。为查明原始状态和使用若干小时后钢中各种碳化物的数量,本文研究了定量提取和分离碳化物的方法。     

Mod 9Cr-1Mo耐热钢析出相的热力学计算及应用

利用热力学方法建立了耐热钢Ｍｏｄ９Ｃｒ１Ｍｏ中析出相ＭＸ、Ｍ２３Ｃ６以及ＡｌＮ数量和组成与钢的化学成分和热处理温度之间关系的数学模型。采用相分析验证了模型的准确性，并介绍了该模型的用途。     

GH698合金的持久性能及组织

选用国产GH698合金棒材,在550℃、650℃、750℃下分别测试了100h、300h、500h、10000h的持久极限,并对组织的变化进行了研究.研究表明550℃、650℃持久试样的组织未发生变化,但750℃、300MPa持久试样中的大γ'相有粗化现象,这是高温应力长期时效的结果.由此确认GH698合金的长期使用温度不能超过750℃.     

S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征

利用热力学计算了S31254超级奥氏体不锈钢在500~1 200 ℃温度范围内的平衡态析出相,并结合热模拟试验、扫描电镜、透射电镜等方法,对不同析出物的析出行为进行了表征和分析。结果表明,S31254不锈钢奥氏体基体中可存在的第二相包括σ、χ、Laves等金属间相,Cr₂N、π型氮化物相以及M₂₃C₆型碳化物相,高Mo、高N、高Cr含量是该钢析出相种类复杂的主要原因;试验钢具有高的第二相析出倾向,σ相开始析出温度约为1 150 ℃,而在900~800 ℃区间可发现χ相和σ相的转变,χ相更易作为一种稳定相存在;析出相的析出位置和形貌呈现不同特点,晶界析出主要为σ相、χ相和Laves相,而晶内主要有呈针状和块状分布的χ相和呈棒状析出的Cr₂N相。     

硅对铁素体耐热不锈钢组织与性能的影响

 18Cr-Al-Si铁素体耐热不锈钢作为一种结构连接件的新型材料,主要应用于超(超)临界火力发电领域。为了明确硅含量对该钢组织和性能的影响,以18Cr-Al-Si铁素体耐热不锈钢为成分基础,施以添加2组不同成分的硅含量,通过室温拉伸和高温氧化等试验方法,同时借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征手段,对不同硅含量试验钢组织和性能进行了系统分析。结果表明,硅含量的增加会细化铁素体的晶粒尺寸并增加M₂₃C₆碳化物的数量,试验钢的抗拉强度和屈服强度升高,伸长率下降,断裂方式由韧性断裂向韧-脆混合型断裂方式转变;1.35Si试验钢氧化增重较大,因其钢中析出的M₂₃C₆碳化物较多,减少了固溶于基体及形成氧化膜的Cr含量,降低了其抗高温氧化性。     

高温时效对铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过金相、SEM和EDS等技术,研究了900 ℃下不同时效时间对超纯铁素体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,439钢种高温时效对Ti(C,N)析出作用较小,晶界析出相TiN较少,晶粒粗化严重,塑性较低;441钢种高温时效会沿着晶界析出Fe2Nb(Laves)相,析出数量较多,晶粒较细小,但由于Fe2Nb(Laves)相沿晶界呈网状分布,对材料塑性影响较大;444钢种高温时效会在晶界和晶内析出Fe3(Nb,Mo)3C,析出数量较少,第二相钉扎作用较弱,部分晶粒出现异常长大,由于Fe3(Nb,Mo)3C析出相未呈网状分布,断后伸长率高于441钢种。     

HT9钢的高温蠕变性能研究

??The tensile creep of HT9 steel was measured at 700 and 800?? with different stress levels. Stress exponent was fitted by power law relation. Rupture time vs. minimum creep rate of HT9 steel was fitted by M- G relationship and modified M- G relationship. The fracture morphology after creeping and the creep mechanism and damage mechanism were analyzed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X- ray diffraction. The results showed that the minimum creep rate and creep rupture time of HT9 steel obeyed a linear relationship with the stress in double logarithmic coordinates, which could be described by M- G and modified M- G relationship. The stress exponent increased with the temperature. The dislocations bypassed the second phase particles during the creep process according to the Orowan mechanism. The fracture had a distinct dimple structure, and some of the second phase particles coarsened. The oxidation of HT9 steel was obvious during the creep at 800??. The main precipitates were M23C6 during the creep, which showed different forms, with significant differences in the size of the precipitated phases. The damage mechanism of HT9 steel included external cross- sectional area loss, material microstructure degradation, environmental damage, etc. There may also be internal sectional area loss.     

易切削不锈钢1Cr17MoS的硫化物形态对力学性能的影响

易切削不锈钢1Cr17MoS中硫化物随冶炼控制方式的差异会呈现不同的形态。采用正常冶炼方式对1Cr17MoS钢进行锻制,硫化物呈细长条形状,长度一般为50～80 μm,长宽比为5～12;夹杂物尺寸为1～5 μm,大部分夹杂物小于3 μm。在冶炼中通过添加微量元素使1Cr17MoS钢经过锻制后的硫化物呈纺锤状、点球状,长度为10～30 μm,长宽比为2～5;夹杂物尺寸为3～20 μm,大部分夹杂物为10～20 μm。通过对不同硫化物形态的1Cr17MoS钢进行纵向和横向拉伸试验,结果表明,2种形态下1Cr17MoS钢的纵向拉伸断口均为韧窝断口,韧窝数量和大小受硫化物数量和宽度的影响,其形态与力学性能没有明显关系;1Cr17MoS的横向拉伸断口以准解理断口为主,还存在部分韧窝断口。传统冶炼方式中,冶炼过程未经过硫化物形态处理,细长条状硫化物破坏了试验钢基体的连续性,加速了横向拉伸的脆性断裂。而经过硫化物形态处理的冶炼方式中,纺锤状和点球状硫化物以韧窝形态出现,保留了试验钢的塑性特征,使其具备较好的横向拉伸性能。     

终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响

通过加压冶炼、控制轧制方式获得氮质量分数为0.59%的Mn18Cr18N钢板,研究了终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制并且终轧温度为970 ℃的钢板,组织为奥氏体等轴晶和部分孪晶,强度较低,塑性、冲击韧性较好;终轧温度为910 ℃的钢板,大部分组织为变形奥氏体晶粒,有少量再结晶晶粒,随着终轧温度降低钢板强度升高,塑性和冲击韧性降低;在未再结晶区轧制并且终轧温度为780 ℃的钢板,组织为变形严重的奥氏体晶粒,强度最高,塑性、韧性最低。所有试验钢有晶界析出的Cr₂N相,降低终轧温度和减缓轧后冷却速度,会增加Cr₂N相的析出。     

卷取温度对IF钢组织性能影响规律

 选取IF软钢为研究对象,考虑热轧边部温降的影响,对其热轧卷取温度进行调整试验,并对热轧基料与冷轧成品卷分别进行力学性能、金相组织的分析,研究热轧卷取温度对冷轧成品组织性能的影响。结果表明,卷取温度对IF钢屈服强度、抗拉强度无显著影响,伸长率随温度升高先升高后降低,r值在卷取温度为750 ℃时最高;卷取温度升高时,热轧基料边部出现混晶及组织不均匀现象,冷轧退火会加剧组织不均匀,造成IF钢边部混晶。研究结果对于揭示IF钢板生产工艺与性能之间的内在联系有重要意义,也对指导企业制定低耗高效的轧制工艺参数以获得性能优异的产品具有积极作用。     

Ag对抗菌不锈钢组织性能的影响及其析出行为

在304L不锈钢的成分基础上,添加不同质量分数(0.072%~0.132%)的Ag,并对其热轧板进行固溶处理和冷轧,发现材料的显微组织均为均匀的奥氏体组织,且随着Ag含量的增加,屈服强度及伸长率变化均不明显。利用OM、SEM和TEM观察不同变形条件下材料中Ag颗粒变化,发现Ag颗粒主要为材料冶炼时未熔入到基体内的Ag,其在基体中弥散分布,呈椭球形或球形;Ag颗粒有2种存在形式,即几纳米到几十纳米的富Ag相、由多个纳米级Ag相团簇聚集在一起形成的几百纳米到几微米的Ag颗粒聚集物。另外,热轧后,富Ag颗粒聚集物沿轧制方向变成带状、棒状,部分分裂为椭球状或球状;进一步冷轧变形后,富Ag颗粒的尺寸减小,且变形量越大,Ag颗粒尺寸越小。     

退火温度对441铁素体不锈钢组织性能的影响

为探索超纯铁素体不锈钢热轧板材在退火过程中组织和力学性能的演变,对441进行了900～1 050 ℃的退火试验,利用OM、SEM和TEM表征了441在退火过程中显微组织的变化规律,并通过拉伸试验和冲击试验研究了退火温度对力学性能的影响.结果表明,随着退火温度升高,轧制组织发生再结晶,且晶粒逐渐长大.退火后441热轧板材...     

新型耐高温磨损钢板组织性能与高温磨损行为研究

随着低合金耐磨钢应用领域逐渐增加,对其中高温条件下的耐磨性能提出了要求.通过成分设计、控制轧制和离线热处理工艺制备了一种Mo、V合金化新型低合金高温耐磨钢.初步探索了其在300～500℃温度范围的高温磨损行为和组织演变,并与同硬度级别的商用常规耐磨钢NM450进行了对比分析.结果 表明:通过添加Mo和V等元素可以抑制位...