本論文針對改性HR3C奧氏體耐熱鋼的成分優(yōu)化,選取了兩種Co添加的高Nb改性HR3C,兩種不同Cr含量的高Nb改性HR3C,以及兩種不同C含量熱軋變形態(tài)HR3C,利用萬能試驗機、夏比沖擊試驗機、持久試驗機、顯微硬度計等設(shè)備測試了合金力學(xué)性能,運用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線能譜儀、背散射電子衍射等測試表征方法,并結(jié)合熱力學(xué)及動力學(xué)計算,研究了20Co、Cr和C元素對合金650℃及70020℃下的高溫組織穩(wěn)定性和相變的影響,以及與合金力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)規(guī)律,最終提出了HR3C成分優(yōu)化的方案。研究結(jié)果表明,Co對拓撲密堆相（TCP相）σ相的析出起到明顯的抑制或減緩的作用,動力學(xué)計算表明,在未添加Co的HR3C中σ相的析出激活能為292.7820kJ·mol-1,Co添加后σ相激活能提高至368.8020kJ·mol-1,表明Co的添加明顯提高了合金在時效過程中σ相析出的激活能。σ相硬而脆,在變形的過程中造成大量的位錯塞積,從而能顯著提高合金室溫屈服強度。然而σ相的長大與粗化非常迅速,惡化改性HR3C的組織熱穩(wěn)定性。改性HR3C中Cr的含量對σ相的形成極其敏感,為避免σ相的... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1.燃煤火電機組的發(fā)展概述
    1.2.超超臨界及先進超超臨界火電機組主要候選材料的研發(fā)
        1.2.1.鐵素體耐熱鋼
        1.2.2.奧氏體耐熱鋼
        1.2.3.鎳基高溫合金
    1.3.合金元素在高溫材料中的作用
        1.3.1.Co元素
        1.3.2.Cr元素
        1.3.3.C元素
        1.3.4.Nb元素
    1.4.HR3C奧氏體耐熱鋼
        1.4.1.HR3C的組織穩(wěn)定性及持久性能
        1.4.2.HR3C面臨的主要問題與成分優(yōu)化方向
    1.5.本論文研究的主要內(nèi)容和意義
2.實驗材料和實驗方法
    2.1.實驗材料
    2.2.熱處理制度
        2.2.1.均勻化及固溶處理工藝
        2.2.2.長期時效溫度區(qū)間
    2.3.力學(xué)性能測試
        2.3.1.室溫及高溫壓縮試驗
        2.3.2.室溫及高溫拉伸試驗
        2.3.3.夏比沖擊試驗
        2.3.4.持久試驗
        2.3.5.顯微硬度測試
    2.4.顯微組織分析方法
    2.5.相關(guān)動力學(xué)、熱力學(xué)與Larson-Miller計算式
        2.5.1.Johnson-Mehl-Avami動力學(xué)方程
        2.5.2.JMat Pro熱力學(xué)計算
        2.5.3.Larson-Miller持久壽命模型預(yù)測
3.Co對改性HR3C長期時效顯微組織的影響
    3.1.實驗材料及方法
    3.2.熱力學(xué)模擬計算
    3.3.改性HR3C鑄態(tài)組織與固溶工藝
    3.4.Co對長期時效后改性HR3C顯微組織演變的影響
        3.4.1.σ相的析出與粗化的影響
        3.4.2.Z相與二次MX相分布與尺寸
        3.4.3.改性HR3C組織演變過程
    3.5.改性HR3C中σ相的析出動力學(xué)
    3.6.本章小結(jié)
4.Cr含量對改性HR3C中σ相析出及力學(xué)性能的影響
    4.1.實驗材料及方法
    4.2.熱力學(xué)模擬計算
    4.3.改性HR3C鑄態(tài)組織與固溶工藝
    4.4.Cr含量對改性HR3C長期時效過程中析出行為的影響
        4.4.1.Cr含量對σ相析出的影響
        4.4.2.其他析出相
    4.5.壓縮屈服強度隨時效時間延長的變化機理
    4.6.本章小結(jié)
5.C 含量對改性HR3C鋼的顯微組織及力學(xué)性能的影響
    5.1.實驗材料及方法
    5.2.熱力學(xué)計算
    5.3.改性HR3C軋制態(tài)組織及熱處理工藝
    5.4.長期時效后顯微組織演變
        5.4.1.晶界結(jié)構(gòu)
        5.4.2.晶內(nèi)結(jié)構(gòu)
    5.5.長期時效后室溫及高溫拉伸性能
        5.5.1.室溫拉伸性能變化機理
        5.5.2.高溫拉伸性能變化機理
    5.6.長期時效后室溫夏比沖擊試驗
        5.6.1.長期時效后改性HR3C沖擊韌性
        5.6.2.室溫沖擊斷口分析
    5.7.C 含量對改性HR3C持久蠕變行為影響
        5.7.1.Larson-Miller持久壽命模型預(yù)測結(jié)果
        5.7.2.持久壽命和斷裂方式
    5.8.本章小結(jié)
6.HR3C奧氏體耐熱鋼成分改進與優(yōu)化方向
7.結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋁元素對HP40耐熱鑄造合金組織和性能影響研究[D]. 劉致遠.蘭州理工大學(xué) 2008



本文編號：3175770