【摘要】：Super304H奧氏體耐熱鋼由于具有較高的高溫持久強(qiáng)度和優(yōu)異的抗蒸汽氧化及耐煙氣腐蝕性能等,已成為超超臨界(USC)火電機(jī)組鍋爐過熱器和再熱器用首選材料。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了Super304H的國(guó)產(chǎn)化并達(dá)到了ASME標(biāo)準(zhǔn),但仍存在組織穩(wěn)定性不足的問題,使得產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外相比仍存在一定差距。為了實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組關(guān)鍵材料技術(shù)的自主創(chuàng)新,開發(fā)出具有優(yōu)異的高溫綜合性能的材料,本課題組在Super304H的合金成分基礎(chǔ)上,通過降C增N合金化思路設(shè)計(jì)研發(fā)了新型奧氏體耐熱鋼CHDG-A,前期研究結(jié)果表明新鋼種在高溫強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度、抗氧化和耐腐蝕性能等使用性能方面均優(yōu)于Super304H,但還未對(duì)其熱加工性能進(jìn)行研究。而USC鍋爐管材在裝備前需經(jīng)歷熱穿孔等加工工藝,研究其高溫塑性變形行為,可指導(dǎo)熱加工工藝參數(shù)的優(yōu)化以達(dá)到控制組織演變和產(chǎn)品最終性能的目的。本文采用Gleeble 3500熱力模擬試驗(yàn)機(jī),在變形溫度為950~1100℃、應(yīng)變速率為0.01~1s-1范圍內(nèi)對(duì)新型CHDG-A鋼進(jìn)行了單道次等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn),從新鋼種的流變應(yīng)力曲線、高溫變形組織、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界模型、高溫本構(gòu)關(guān)系及熱加工圖系統(tǒng)分析了其熱變形行為,主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)如下:新型CHDG-A鋼的流變應(yīng)力曲線可分為三種類型:加工硬化型、動(dòng)態(tài)回復(fù)型及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型,其中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為其主要軟化行為。結(jié)合流變應(yīng)力曲線和OM、TEM分析技術(shù)研究了熱變形參數(shù)對(duì)新型CHDG-A鋼高溫流變應(yīng)力及微觀組織演變的影響規(guī)律。結(jié)果表明,變形溫度的升高和應(yīng)變速率的減緩均使流變應(yīng)力減小,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度趨于完整,同時(shí)再結(jié)晶晶粒尺寸增大;通過觀察不同應(yīng)變量下新型CHDG-A鋼的亞結(jié)構(gòu)形貌,揭示了其動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制為以晶界弓出形核機(jī)制為主,亞晶長(zhǎng)大形核機(jī)制為輔。利用三次多項(xiàng)式擬合ln??-關(guān)系曲線來確定新型CHDG-A鋼發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界條件,建立其臨界應(yīng)變模型;構(gòu)建了新型CHDG-A鋼的Arrhenius型高溫本構(gòu)方程,用來預(yù)測(cè)其在熱變形過程中的流變應(yīng)力;建立了基于動(dòng)態(tài)材料模型(DMM)理論的熱加工圖,利用熱加工圖確定新鋼種在不同變形參數(shù)下的可加工安全區(qū)間和失穩(wěn)危險(xiǎn)區(qū)間,最終得到新型CHDG-A鋼的最佳熱加工參數(shù)區(qū)間為:1000~1075℃、0.01~0.1s-1。上述數(shù)值模型為新鋼種最終的熱加工工藝的制定提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG142.73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2521752