本文關(guān)鍵詞：超超臨界鍋爐用奧氏體耐熱鋼熱變形行為研究

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【摘要】：HR3C和super304H奧氏體耐熱鋼因其高溫下蠕變斷裂強(qiáng)度高、抗蒸汽氧化和抗煙氣腐蝕性能優(yōu)異，成為超臨界（SC）和超超臨界（USC）火力發(fā)電機(jī)組的首選材料。目前，我國HR3C和super304H的生產(chǎn)技術(shù)與國外相比仍有較大差距，實(shí)際軋制過程中存在開裂、組織不均勻等材料缺陷，影響產(chǎn)品的成材率和質(zhì)量。解決問題的關(guān)鍵在于控制熱加工工藝以求獲得均勻細(xì)小的再結(jié)晶組織，從而改善使用性能。研究HR3C和super304H的高溫塑性變形行為，對優(yōu)化熱加工參數(shù)，把握變形過程中組織演變，提高材料的綜合性能具有顯著的實(shí)際意義。 本文中作者利用Gleeble1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對HR3C和super304H兩種奧氏體耐熱鋼進(jìn)行等溫單道次熱壓縮試驗(yàn)，得到了HR3C和super304H在不同變形條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，，結(jié)合變形組織觀察，研究了變形溫度和應(yīng)變速率對流變應(yīng)力及組織演變的影響；最后采用動態(tài)材料模型（DMM）分別構(gòu)建并分析了HR3C和super304H的加工圖，得到如下結(jié)論： （1）HR3C和super304H奧氏體耐熱鋼在高溫塑性變形過程中，應(yīng)力-應(yīng)變曲線都遵循一定的特征：變形初期，位錯(cuò)密度增加，加工硬化占主導(dǎo)，流變應(yīng)力增大；隨著變形程度的增加，動態(tài)軟化作用開始逐漸增強(qiáng)，與加工硬化作用相當(dāng)時(shí)，應(yīng)力達(dá)到最大值；隨著進(jìn)一步的變形，動態(tài)軟化作用強(qiáng)于加工硬化，應(yīng)力逐漸降低趨于穩(wěn)定，此時(shí)動態(tài)軟化作用和加工硬化處于動態(tài)平衡。 （2）HR3C和super304H的流變應(yīng)力均隨應(yīng)變速率的提高而增大，隨變形溫度的升高而降低；應(yīng)變速率、變形溫度對峰值應(yīng)力的影響都可用Arrhenius雙曲正弦關(guān)系來描述。 (3)應(yīng)變速率、變形溫度對HR3C和super304H動態(tài)再結(jié)晶組織均產(chǎn)生一定影響：變形溫度的升高,應(yīng)變速率的降低促進(jìn)動態(tài)再結(jié)晶的形核和長大,即高溫和低應(yīng)變速率下動態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行程度比較充分,晶粒尺寸較大。 (4)溫度范圍950-1250。C,應(yīng)變速率范圍0.001～1.0S-1內(nèi),HR3C奧氏體耐熱鋼的熱變形方程為ε=8.79xl018x[sinh(0.0091σp)]5.11exp(-558xl03/RT)峰值應(yīng)力可用Z參數(shù)表示： (5)溫度范圍850-1250。C,應(yīng)變速率范圍0.01-1.0s-1內(nèi),super304H奧氏體耐熱鋼熱變形方程為ε=3.62x1017x[sinh(0.0070σp)]4.78exp(-482x103/RT)峰值應(yīng)力可用Z參數(shù)表示： (6)分別對HR3C和super304H的加工圖進(jìn)行分析,并結(jié)合組織演變發(fā)現(xiàn)：在研究范圍內(nèi),HR3C奧氏體耐熱鋼的最佳工藝參數(shù)范圍是變形溫度1180～1250。C,應(yīng)變速率0.1～1.0s-1及變形溫度1100～1180。C,應(yīng)變速率0.007～0.03s-1；super304H奧氏體耐熱鋼的最佳工藝參數(shù)范圍是變形溫度1150-1250。C,應(yīng)變速率0.1～1.0s-1。 (7)HR3C奧氏體耐熱鋼的熱激活能為558kJ/mol, super304H奧氏體耐熱鋼激活能為482kJ/mol。前者高的原因是HR3C耐熱鋼中合金成分含量高，且對激活能增大有較強(qiáng)作用的Cr、Ni元素含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出super304H耐熱鋼。
【關(guān)鍵詞】：奧氏體耐熱鋼 高溫塑性變形 再結(jié)晶 加工圖
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.25
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 超超臨界技術(shù)概述12-13
• 1.1.2 超超臨界機(jī)組的發(fā)展13-14
• 1.2 超超臨界鍋爐用材料的發(fā)展14-20
• 1.2.1 鐵素體鋼的發(fā)展15-16
• 1.2.2 奧氏體鋼的發(fā)展16-17
• 1.2.3 HR3C 和 super304H 的研究進(jìn)展17-20
• 1.3 金屬的熱變形行為20-22
• 1.3.1 流變應(yīng)力20-21
• 1.3.2 加工圖及其應(yīng)用21-22
• 1.4 本文研究的意義和內(nèi)容22-24
• 1.4.1 研究意義22-23
• 1.4.2 研究內(nèi)容23-24
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法24-28
• 2.1 材料的選擇與試樣制備24
• 2.2 高溫?zé)崮M壓縮試驗(yàn)24-26
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.2.2 熱壓縮試驗(yàn)方案25-26
• 2.3 顯微組織的觀察26-27
• 本章小結(jié)27-28
• 第三章 HR3C 奧氏體耐熱鋼的熱變形行為28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 HR3C 的應(yīng)力-應(yīng)變曲線28-29
• 3.3 熱變形參數(shù)對 HR3C 流變應(yīng)力的影響29-33
• 3.3.1 應(yīng)變速率對 HR3C 流變應(yīng)力的影響30-31
• 3.3.2 變形溫度對 HR3C 流變應(yīng)力的影響31-33
• 3.4 HR3C 本構(gòu)方程的建立33-34
• 3.5 HR3C 峰值應(yīng)力模型34-36
• 3.6 HR3C 顯微組織分析36-38
• 本章小結(jié)38-40
• 第四章 super304H 奧氏體耐熱鋼的熱變形行為研究40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 super304H 的應(yīng)力-應(yīng)變曲線40-42
• 4.3. 熱變形參數(shù)對 super304H 流變應(yīng)力的影響42-45
• 4.3.1 應(yīng)變速率對 super304H 流變應(yīng)力的影響42-44
• 4.3.2 變形溫度對 super304H 流變應(yīng)力的影響44-45
• 4.4 super304H 本構(gòu)方程的建立45-46
• 4.5 super304H 峰值應(yīng)力模型46-48
• 4.6 super304H 顯微組織分析48-50
• 4.7 熱變形激活能50-51
• 本章小結(jié)51-54
• 第五章 HR3C 和 super304H 奧氏體耐熱鋼的加工圖54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 動態(tài)材料模型（DMM）加工圖理論54-57
• 5.2.1 功率耗散圖55-56
• 5.2.2 失穩(wěn)判據(jù)56-57
• 5.3 熱加工圖的構(gòu)建方法57-58
• 5.4 HR3C 熱加工圖分析58-63
• 5.5 super304H 熱加工圖分析63-67
• 本章小結(jié)67-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士期間的成果78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1012289