本文關(guān)鍵詞：9Cr-3Co-2W-1Mo鐵素體耐熱鋼蠕變性能及氧化行為的研究

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【摘要】：隨著“能源消耗”與“環(huán)境保護(hù)”問題不斷尖銳,發(fā)展更高蒸汽參數(shù)的超超臨界火力發(fā)電機(jī)組迫在眉睫。然而,蒸汽參數(shù)的提高對耐熱鋼材料的高溫抗蠕變性能和高溫抗蒸汽氧化性能提出了更高的要求。如今9~12%Cr型鐵素體系耐熱鋼是耐熱鋼材料的發(fā)展趨勢,本文利用Thermo-Calc軟件計算相圖,設(shè)計出合金體系為9Cr-3Co-2W-1Mo的鐵素體耐熱鋼,課題對其進(jìn)行高溫抗蠕變性能和的氧化行為的研究。實驗結(jié)果表明:(1)實驗鋼是由δ-鐵素體(δ-F)和回火馬氏體(M)組成的雙相鋼,蠕變過程中基體組織沒有明顯粗化,馬氏體組織發(fā)生回復(fù)板條特征逐漸消失;根據(jù)應(yīng)力-LM關(guān)系式預(yù)估實驗鋼在650℃/100MPa條件下的持久壽命大于100000h。(2)實驗鋼在650℃、700℃、750℃條件下的蠕變斷裂形式均為延性斷裂;Laves相在蠕變過程中析出,其尺寸d隨蠕變時間t的延長而增長且logd與logt呈線性關(guān)系,體積分?jǐn)?shù)Vt隨t先迅速增長后緩慢增長并最終達(dá)到平衡值Ve;MX相在熱處理過程中析出,尺寸細(xì)小并彌散分布于基體中。(3)在650℃空氣中氧化時,實驗鋼長期抗空氣氧化性比P92鋼差。氧化初期氧化膜Fe2O3,隨著氧化時間的進(jìn)行Cr向外擴(kuò)散形成外層為Fe2O3內(nèi)層為(Cr,Fe)2O3氧化膜結(jié)構(gòu);(4)在650℃/20%含水空氣中氧化時,11#鋼與P92鋼抗水汽氧化性能相差不大。氧化膜分為兩層,表層為Fe2O3內(nèi)層為(Cr,Fe)2O3。
【關(guān)鍵詞】：鐵素體耐熱鋼 蠕變性能 氧化行為 持久壽命
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.73
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 耐熱鋼的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 典型高Cr鐵素體耐熱鋼10-15
• 1.3.1 T91/P91鋼簡介及性能10-12
• 1.3.2 T92/P92鋼簡介及性能12-15
• 1.4 本論文的研究意義和主要內(nèi)容15-16
• 第2章 研究及實驗方法16-27
• 2.1 技術(shù)路線16-17
• 2.2 實驗設(shè)備17
• 2.3 實驗材料17-20
• 2.3.1 Thermo-Calc相圖計算及實驗鋼的成分設(shè)計17-20
• 2.3.2 實驗鋼的制備20
• 2.4 實驗鋼原樣分析20-23
• 2.4.1 金相樣品制備20-21
• 2.4.2 分析方法21-23
• 2.5 蠕變實驗及蠕變性能分析23-24
• 2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)蠕變試樣的制備23
• 2.5.2 蠕變實驗23
• 2.5.3 分析方法23-24
• 2.6 氧化實驗及氧化性能分析24-26
• 2.6.1 氧化樣品的制備24-25
• 2.6.2 氧化實驗及分析方法25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 實驗鋼原樣分析27-34
• 3.1 顯微組織分析27-29
• 3.1.1 顯微組織金相觀察27
• 3.1.2 顯微組織SEM分析27-29
• 3.2 原樣析出相數(shù)據(jù)分析29-33
• 3.2.1 析出相XRD鑒別29-30
• 3.2.2 析出相顆粒SEM形貌觀察30-31
• 3.2.3 析出相TEM表征31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 蠕變實驗數(shù)據(jù)分析34-51
• 4.1 蠕變測試數(shù)據(jù)分析34-37
• 4.1.1 Monkman-Grant關(guān)系式擬合35
• 4.1.2 Larson-Miller參數(shù)法預(yù)估持久壽命35-37
• 4.2 蠕變樣品析出相XRD鑒別37-39
• 4.3 蠕變樣品組織分析39-45
• 4.3.1 顯微組織金相觀察39-42
• 4.3.2 顯微組織SEM分析42-45
• 4.4 蠕變樣品的斷口分析45-49
• 4.4.1 蠕變樣品斷面收縮率的測量45-48
• 4.4.2 蠕變樣品斷口形貌分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第5章 Laves相析出行為的研究51-66
• 5.1 Laves相析出行為的定性分析51-57
• 5.1.1 Laves相在馬氏體組織中的析出行為51-54
• 5.1.2 Laves相在δ-鐵素體組織中的析出行為54-57
• 5.2 Laves相析出行為的定量分析57-65
• 5.2.1 Laves相體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律58-59
• 5.2.2 Laves相尺寸大小的變化規(guī)律59-61
• 5.2.3 Laves相析出動力學(xué)研究61-62
• 5.2.4 Laves相生長動力學(xué)研究62-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第6章 氧化實驗數(shù)據(jù)分析66-73
• 6.1 實驗鋼抗高溫氧化性研究66-67
• 6.2 氧化膜XRD物相分析67-69
• 6.3 氧化膜截面結(jié)構(gòu)分析69-72
• 6.3.1 空氣氧化膜截面分析69-70
• 6.3.2 水汽氧化膜截面分析70-72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 第7章 全文總結(jié)73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79

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本文編號：772470