發(fā)布時(shí)間：2017-04-29 22:11

  本文關(guān)鍵詞：10CrMoWVNbN鐵素體耐熱鋼組織與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 為適應(yīng)開(kāi)發(fā)超超臨界氣輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的需要,國(guó)內(nèi)鋼廠從國(guó)外引進(jìn)了多種高性能的改性9~12Cr鋼。10CrMoWVNbN (10705AJ)就是其中的一種。為了加快對(duì)該鋼在超超臨界發(fā)電機(jī)組的使用,突破國(guó)外廠商的技術(shù)壁壘,迫切要求自行掌握該鋼種的性能數(shù)據(jù)和組織演化,以充分發(fā)揮其性能,并實(shí)現(xiàn)該鋼的國(guó)產(chǎn)化。 本文對(duì)該鋼的組織與性能進(jìn)行兩個(gè)方面的考察,一是研究熱處理制度對(duì)組織的影響,二是高溫力學(xué)行為和蠕變過(guò)程中的組織演變。 通過(guò)對(duì)不同熱處理制度得到的樣品,采用OM,EBSD和TEM分別研究其組織,形貌和亞結(jié)構(gòu),研究固溶溫度和回火溫度對(duì)組織的影響;并對(duì)這些樣品進(jìn)行萃取試驗(yàn),研究樣品中碳化物的質(zhì)量百分比。發(fā)現(xiàn):對(duì)于六合樣品合適的熱處理制度為1140℃淬火1h,680℃回火2h;上五的樣品,采用1100℃淬火1h,660℃回火2h;對(duì)萃取碳化物的研究,六合樣品的碳化物析出量較上五的高,但性能是否優(yōu)異,仍待進(jìn)一步檢驗(yàn);回火過(guò)程中,組織內(nèi)存在原位再結(jié)晶現(xiàn)象,使馬氏體板條破碎,形成新的晶粒,通過(guò)對(duì)亞結(jié)構(gòu)的觀察分析,回火后晶粒內(nèi)部大量位錯(cuò)纏結(jié),形成亞晶,碳化物在晶界處彌散析出。 高溫力學(xué)性能研究中,分別進(jìn)行了短期蠕變?cè)囼?yàn)和長(zhǎng)時(shí)蠕變?cè)囼?yàn)。短期蠕變?cè)囼?yàn)中,對(duì)蠕變第一階段進(jìn)行了唯象分析,蠕變第一階段的激活能為45.7 ~ 119.7 kJ/mol,遠(yuǎn)低于Fe在α-Fe及γ-Fe中自擴(kuò)散的激活能(280 kJ/mol);且蠕變激活能隨應(yīng)力增大而減小,表明應(yīng)力高,靠溫度提供能量起伏小;研究了蠕變最小速率與應(yīng)力和溫度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)10705AJ材料的應(yīng)力指數(shù)在2左右,比較偏低,對(duì)應(yīng)的變形機(jī)制主要為位錯(cuò)滑移控制,材料析出相對(duì)位錯(cuò)釘扎作用較弱;而通過(guò)對(duì)最小蠕變速率與溫度關(guān)系研究,激活能存在兩個(gè)區(qū)間,對(duì)應(yīng)兩種變形機(jī)制。長(zhǎng)時(shí)蠕變?cè)囼?yàn)研究了穩(wěn)態(tài)蠕變速率與應(yīng)力的關(guān)系,得到的應(yīng)力指數(shù)較短期蠕變數(shù)據(jù)分析有所出入,一方面是短期蠕變行為的試驗(yàn)仍需改進(jìn);另一方面,材料自身的缺陷也是造成性能變化較大的因素。 蠕變過(guò)程的組織演變,分別采用了AFM研究了短期蠕變?cè)嚇拥男蚊蚕?EBSD研究了長(zhǎng)時(shí)蠕變組織的顯微結(jié)構(gòu)和TEM研究了亞結(jié)構(gòu)。短期蠕變?cè)囼?yàn)中,適當(dāng)?shù)膽?yīng)力能促使細(xì)小彌散的碳化物分布在晶界處,改善材料的蠕變性能,而在高溫低應(yīng)力下卻更易加劇碳化物析出長(zhǎng)大的不均勻性。EBSD和TEM分析都表明在蠕變過(guò)程中有亞晶(界)生成,除存在原始大角度晶界的連續(xù)破壞外,還存在亞晶界和大角度晶界的動(dòng)態(tài)生成現(xiàn)象。在回火和蠕變過(guò)程中都存在原位再結(jié)晶和形核再結(jié)晶機(jī)制的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,隨溫度上升,碳化物釘扎晶界作用減弱,后者的作用上升;應(yīng)力的影響則相反,高應(yīng)力促進(jìn)原位再結(jié)晶。
【關(guān)鍵詞】：鐵素體耐熱鋼 熱處理 蠕變 激活能 亞晶
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TG142.73
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-37
• 1.1 引言12-14
• 1.1.1 超超臨界發(fā)電技術(shù)12-14
• 1.1.2 耐熱鋼14
• 1.2 高鉻鐵素體耐熱鋼14-31
• 1.2.1 發(fā)展歷程15-17
• 1.2.2 強(qiáng)化機(jī)制17-21
• 1.2.3 合金元素作用21-26
• 1.2.4 性能退化和失效26-27
• 1.2.5 高鉻鐵素體耐熱鋼設(shè)計(jì)27-31
• 1.3 選題目的和意義31-32
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容32-33
• 參考文獻(xiàn)33-37
• 第二章 熱處理工藝的評(píng)估37-55
• 2.1 引言37
• 2.2 材料制備、表征及試驗(yàn)方法37-40
• 2.2.1 材料制備37-38
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法38-40
• 2.3 熱處理后組織觀察40-53
• 2.3.1 金相組織40-42
• 2.3.2 模擬計(jì)算42-44
• 2.3.3 析出相44-47
• 2.3.4 EBSD 觀察47-49
• 2.3.5 亞結(jié)構(gòu)49-52
• 2.3.6 討論52-53
• 2.4 小結(jié)53-54
• 參考文獻(xiàn)54-55
• 第三章 高溫力學(xué)性能分析55-70
• 3.1 引言55
• 3.2 材料制備與實(shí)驗(yàn)方法55-59
• 3.2.1 材料及試樣制備55-56
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法及原理56-59
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-68
• 3.3.1 早期蠕變行為59-65
• 3.3.2 長(zhǎng)時(shí)蠕變行為65-67
• 討論67-68
• 3.4 小結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-70
• 第四章 蠕變過(guò)程中的組織演變70-86
• 4.1 引言70
• 4.2 實(shí)驗(yàn)及分析方法70-72
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法70-71
• 4.2.2 分析方法71-72
• 4.3 蠕變過(guò)程之組織演變72-83
• 4.3.1 早期蠕變后組織72-76
• 4.3.2 長(zhǎng)時(shí)蠕變后組織76-83
• 討論83
• 4.4 小結(jié)83-85
• 參考文獻(xiàn)85-86
• 第五章 結(jié)論86-87
• 致謝87-88
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 胡方劍;余漢松;李建國(guó);胡僑丹;陳瑞;管仲毅;;冷卻速率對(duì)12Cr鐵素體鋼顯微組織的影響[J];熱加工工藝;2012年11期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉晨曦;新型高Cr鐵素體耐熱鋼的相變行為研究[D];天津大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 鮑春;新型高Cr鐵素體耐熱鋼組織及相變過(guò)程的研究[D];天津大學(xué);2010年

2 胡方劍;X12CrMoWVNbN鐵素體耐熱鋼熱加工過(guò)程中組織演變的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

3 楊曙姣;超超臨界汽輪機(jī)葉片用鋼的抗高溫氧化性能[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 郭興偉;新型馬氏體耐熱鋼的設(shè)計(jì)與研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 趙義瀚;超超臨界汽輪機(jī)耐熱鋼設(shè)計(jì)及析出物研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：335694