含不同循环变形历史P92钢的高温拉伸性能

在650℃下对P92钢进行不同周次循环加载试验,再在650℃下进行拉伸试验,研究了循环变形对其显微组织和高温拉伸性能的影响。结果表明:未循环变形P92钢的显微组织由细小板条马氏体组成,马氏体内存在亚晶粒和位错,晶界析出M23C6碳化物,循环变形后钢中板条马氏体发生明显回复,亚晶粒长大、位错向胞状结构转变;与未循环变形相比,循环变形后P92钢的高温拉伸性能明显降低,且抗拉强度和屈服强度随循环周次的增加而降低;循环变形对P92钢的拉伸断裂机制没有产生明显影响,拉伸断口均存在明显韧窝,拉伸断裂机制均为韧性断裂。     

630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、冲击试验机和拉伸试验机等研究了630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响;并用X射线衍射仪及扫描电镜的背散射电子系统分析了经不同时间时效后G112钢中的析出相及其含量。结果表明:630℃时效态试验钢中存在Laves相、M23C6相和M(C,N)相;随着时效时间的延长,各析出相含量不断增多,其中Laves相的析出速度和析出量都比M23C6相高,平均尺寸比M23C6相小,对强化的作用较大;630℃时效3 000h后G112钢的高温强度下降了约12.0%,室温冲击功下降了约52.2%;G112钢力学性能的变化是马氏体板条回复和析出相强化共同作用的结果。     

显微组织对P92钢蒸汽管道焊缝区蠕变裂纹扩展速率的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对1000 MW超超临界发电机组P92钢再热蒸汽管道焊缝区的显微组织及其对蠕变裂纹扩展速率的影响进行了深入的研究。结果表明,试验用P92钢蒸汽管道焊缝区为回火马氏体组织,其组织极不均匀,主要表现在马氏体的回复程度相差较大。马氏体回复程度越低,板条形态保持得越好,板条越细密,蠕变裂纹扩展速率就越小。在焊缝区,原奥氏体晶界、马氏体板条界及亚晶界上主要分布有两种析出相,即富含钨、钼的Laves相和富含铬的M_(23)C_6型碳化物;而在焊缝区晶体内部除有上述两种析出相外,还有富含钒、铌的MX型碳化物,且Laves相总伴生在M_(23)C_6型碳化物处。     

高温载荷作用下20G钢的性能及显微组织演变

对水冷壁管用20G钢在室温至850℃进行了拉伸试验,还在550~850℃同步进行了蠕变(应力为62MPa)及时效(不施加应力)试验,研究了温度对拉伸性能,以及蠕变和时效后的组织和性能演变的影响。结果表明:蠕变及时效后试验钢的显微组织均由铁素体和珠光体组成,应力的施加促进了珠光体的球化;随温度的升高,试验钢的抗拉强度先略有减小后增大随后再快速下降,屈服强度呈近似线性下降趋势,伸长率先降低后增大再波动性下降;随温度的升高,试验钢的蠕变断裂时间先急剧降低后趋于稳定,在550℃下蠕变断裂受晶界蠕变孔洞形核控制,在650℃下则由塑性损伤控制。     

T92钢在649℃不同应力蠕变过程中Laves相的析出行为及对强度的影响

为了研究T92钢在使用过程中显微组织的变化和Laves相的析出行为及对其强度的影响,进行了649℃、不同应力水平的蠕变试验;采用OM、SEM、TEM等观察了其显微组织和析出相的变化,并测试了硬度的变化。结果表明:热处理后T92钢的基体为具有高密度位错的马氏体组织,钢中大量的析出相为M23C6和MX;蠕变后钢中析出Laves相,其析出方式为一是依附于M23C6析出,二是在晶界单独析出,两种方式析出的Laves相的熟化速率都比M23C6的快;蠕变后钢的硬度(强度)随时间延长逐渐下降,主要原因是钢中析出了laves相造成的。     

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2 000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M_(23)C_6相外还存在Fe_2MoC相和Cr_7C_3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。     

国产和进口P92耐热钢显微组织、拉伸和蠕变性能的对比

在对国产大口径P92耐热钢管进行650℃时效处理后,研究了其显微组织、拉伸性能和蠕变性能,并与进口P92钢进行了对比。结果表明:国产P92钢在化学成分、显微组织、拉伸性能以及蠕变特性等方面均符合ASTM A335、GB 5310-2008和EN10216等相关标准的要求;与进口P92钢相比,国产P92钢在时效过程微观结构并未发现明显异常,只是Laves相的粗化速度相对较快,这是国产P92耐热钢蠕变性能低于国外P92钢的原因之一。     

新型铁素体耐热钢在650℃的蠕变特性及氧化行为

应用电子探针、扫描电子显微镜和能谱仪等观察并分析了新型12%Cr铁素体耐热钢在650℃、120MPa蠕变后的组织和氧化层。结果表明:试验钢蠕变过程经历了3个阶段,在3 980h发生断裂;蠕变后,试验钢中的原板条马氏体组织消失,大量的M23C6粒子沿原奥氏体晶界长大并粗化,并在蠕变后期形成了Fe2(W,Mo)金属间化合物;在蠕变过程中试验钢表面形成了三层结构的氧化层,即以铬、锰和硅元素为主靠近基体的内层氧化物,以铁元素为主的中间层氧化物和以铬、锰和硅元素为主的最外层氧化物。     

P92钢中Laves相在时效过程中的形成及粗化规律

采用等温时效处理模拟实际工况,在650℃分别对P92钢进行了不同时间(200~5 000h)的时效处理,并采用扫描电镜、透射电镜等手段对材料中Laves相的形成及粗化规律进行了研究。结果表明:Laves相在时效200h左右已经出现,并且随着时效时间的延长Laves相尺寸不断增大;时效2 000h后,Laves相出现了明显的聚集和粗化,并且已经成为P92钢中平均尺寸最大的析出相。     

P92钢在内压和拉伸组合加载下的蠕变行为

采用内压和拉伸组合加载方法,在650℃下对P92钢管状试样进行了不同多轴度的蠕变试验并利用改进的Kachanov-Robatnov蠕变模型对其蠕变行为进行有限元模拟,观察了断口形貌和显微组织,分析了多轴度对P92钢应力分布和损伤发展的影响。结果表明:在内压和拉伸组合加载下,当外壁等效应力相同时,多轴度越大,P92钢的蠕变寿命越短;多轴度对P92钢蠕变孔洞的生长具有促进作用;改进的Kachanov-Robatnov蠕变模型可以准确地描述P92钢的蠕变行为;在蠕变过程中,多轴度影响应力的分布,进而影响损伤的分布,多轴度大的位置其损伤程度也大。     

FB2转子钢在长期热时效中的组织变化

利用EBSD与BSE分析方法研究FB2转子用钢在长期热时效过程中微观组织的变化,重点研究晶界比例变化、M_(23)C_6与L_(aves)相析出长大行为及材料硬度的变化。研究结果发现,从原始态到650℃18 000 h,FB2钢微观组织中小角度晶界与大角度晶界的比值略有增加,马氏体板条没有明显的回复现象。随着时效时间的延长,M_(23)C_6颗粒的平均尺寸先增加后逐渐趋于稳定;时效时间超过1 000 h后,出现了形状不规则的L_(aves)相,且L_(aves)相颗粒的平均尺寸一直稳定增加。随时效时间延长,FB2钢的硬度先急剧下降,后改为缓慢下降并逐步趋于稳定。时效时间超过1 000 h后,M_(23)C_6颗粒尺寸增加的趋势与硬度值下降的趋势基本保持一致。随着时效时间的延长,在析出相的相界附近应变增大,马氏体板条界处的应变有所减弱,整体组织的应变有所增加。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能

对深冷处理前后的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢分别进行了低温和常温冲击试验,研究了其冲击性能和断口形貌,分析了冲击断口附近的物相组成和显微组织。结果表明:试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小,断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂,韧脆转变温度约为-122℃;深冷处理能显著提高试验钢在20℃的冲击功,但深冷处理次数和保温时间对冲击韧性的影响不大;试验钢的低温组织稳定性好,低温冲击与深冷处理后均未发生马氏体相变或氮化物析出。     

650℃等温时效过程中P92钢沉淀相的转变规律

通过在650℃等温时效,采用物理化学相分析、X射线衍射等方法研究了不同时效时间下P92钢中沉淀相的转变规律。结果表明:未经时效处理的P92钢中沉淀相主要为M23C6和MX相,其中M23C6占绝大多数;随着时效时间的延长,沉淀相总含量不断增加,M23C6含量缓慢增加,Laves相大量析出;时效3 000h后,M23C6、MX和Laves相的含量基本趋于稳定;沉淀相总量的变化主要受Laves相析出量的影响。     

电站中超期服役10CrMo910钢的高温蠕变行为

对某热电厂机组中运行2×10⁵ h以上的主蒸汽管道用10CrMo910钢进行不同温度（535,560,580℃）的高温蠕变试验,研究该钢的高温蠕变行为及组织演变过程。结果表明：不同温度高温蠕变后,超期服役10CrMo910钢的晶粒发生了明显变形,贝氏体和铁素体基体中都发生了再结晶,析出相粗化,蠕变孔洞变大变深,蠕变损伤加重;随着蠕变温度的升高,蠕变断裂时间从4 633 h降低到2 314 h,高温蠕变断裂强度从87.7 MPa降低到58.3 MPa, 10CrMo910钢的高温蠕变性能降低;蠕变断口为韧窝状,无明显的剪切撕裂区,可见明显的二次裂纹和析出相,断裂方式均为准解理断裂。     

不同成分690MPa级中锰钢中的氢扩散行为及其影响因素

对两种成分的淬火态、回火态690 MPa级中锰钢进行双电解池电化学氢渗透试验,分析了试验钢的化学成分、热处理状态以及充氢电流等对氢扩散行为的影响。结果表明:两种淬火态试验钢的显微组织均主要由板条马氏体组成,650℃回火后,试验钢中均有逆转变奥氏体形成,且添加合金元素铜、镍、铬的试验钢中的逆转变奥氏体含量较高,板条马氏体更细小;两种淬火态试验钢中氢的扩散行为差别不大,但在添加合金元素的回火态试验钢中,氢的渗透速率和表观扩散系数均较小,渗透时间较长;充氢电流对淬火态试验钢中氢的扩散速率影响较小,但对在回火态试验钢中氢的影响较大,随充氢电流的增加,试验钢中氢的渗透速率和表观扩散系数均增大,渗透时间变短。     

热等静压及退火对铸造TG6钛合金组织和拉伸性能的影响

对熔模精密铸造的近α型TG6钛合金依次进行了热等静压和不同温度退火处理,研究了不同状态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:铸态合金的显微组织主要为魏氏组织,组织中存在缩松缺陷;其室温抗拉强度和伸长率分别为871.3 MPa,0.8%,缩松处为断裂源。900℃热等静压处理消除了缩松缺陷,合金的室温伸长率提高至3.7%,拉伸断口呈准解理断裂特征。经700~800℃退火处理后,合金组织中的β板条部分溶解并析出条状及颗粒状硅化物,在α板条中弥散分布着α2相析出物;其室温伸长率提高到11%以上,室温及550℃拉伸断口为韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,而650℃和700℃拉伸断口呈腐蚀开裂特征。     

高温长期运行后F12钢焊接接头的显微组织和冲击韧性

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和冲击试验机等研究了F12钢焊接接头高温运行16.5万h后的显微组织和冲击韧性。结果表明:高温运行16.5万h后,F12钢焊接接头中的马氏体发生分解,接头中的析出相主要为M23C6型碳化物,其在晶界析出并聚集长大,呈孤立的颗粒状或链状分布;F12钢焊接接头出现显著的时效脆化现象,这与组织中M23C6相的析出、聚集长大有关;母材冲击断口为沿晶断裂,焊缝金属的为解理断裂。     

钒和铜对11Cr-2W低活化马氏体钢组织和高温力学性能的影响

研究了钒含量和0.22%铜对11Cr-2W低活化马氏体钢组织以及650℃下拉伸、蠕变性能的影响。结果表明:钒含量和0.22%的铜对钢的组织和M23C6相的尺寸没有明显影响,当钒的质量分数为0.105%时,基体中弥散分布的MX相最多且最为细小;当钒的质量分数从0.105%增加到0.203%时,试验钢的抗拉强度从325.2 MPa降低为289.4 MPa,蠕变寿命从370h缩至251h;添加0.22%的铜可以提高试验钢的蠕变寿命。     

固溶时效工艺参数对TA19钛合金显微组织 与拉伸性能的影响

对TA19钛合金进行不同温度(930,960,990℃)固溶2h+不同温度(550,590,630℃)时效8,16h热处理,研究了工艺参数对显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:不同温度固溶+590℃时效8h处理后,随着固溶温度的升高,试验合金中的等轴α相含量降低,抗拉强度增大。经960℃固溶2h处理后,试验合金的组织由等轴α相和α′马氏体组成,在后续550℃时效8h过程中,α′马氏体分解不充分,颗粒状α相含量较少,合金抗拉强度增加有限;当时效温度升高到590℃,时效时间分别为8,16h时,组织中析出细小弥散的颗粒状α相,抗拉强度提高;继续升高时效温度至630℃时,α相粗化,抗拉强度又有所下降。