超超临界火电用新型奥氏体耐热钢的热变形行为研究

发布时间：2019-08-01 12:28

【摘要】：Super304H奥氏体耐热钢由于具有较高的高温持久强度和优异的抗蒸汽氧化及耐烟气腐蚀性能等,已成为超超临界(USC)火电机组锅炉过热器和再热器用首选材料。目前国内已经实现了Super304H的国产化并达到了ASME标准,但仍存在组织稳定性不足的问题,使得产品质量与国外相比仍存在一定差距。为了实现火电机组关键材料技术的自主创新,开发出具有优异的高温综合性能的材料,本课题组在Super304H的合金成分基础上,通过降C增N合金化思路设计研发了新型奥氏体耐热钢CHDG-A,前期研究结果表明新钢种在高温强度、蠕变强度、抗氧化和耐腐蚀性能等使用性能方面均优于Super304H,但还未对其热加工性能进行研究。而USC锅炉管材在装备前需经历热穿孔等加工工艺,研究其高温塑性变形行为,可指导热加工工艺参数的优化以达到控制组织演变和产品最终性能的目的。本文采用Gleeble 3500热力模拟试验机,在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.01~1s-1范围内对新型CHDG-A钢进行了单道次等温热压缩试验,从新钢种的流变应力曲线、高温变形组织、动态再结晶临界模型、高温本构关系及热加工图系统分析了其热变形行为,主要结论和创新点如下:新型CHDG-A钢的流变应力曲线可分为三种类型:加工硬化型、动态回复型及动态再结晶型,其中动态再结晶为其主要软化行为。结合流变应力曲线和OM、TEM分析技术研究了热变形参数对新型CHDG-A钢高温流变应力及微观组织演变的影响规律。结果表明,变形温度的升高和应变速率的减缓均使流变应力减小,动态再结晶程度趋于完整,同时再结晶晶粒尺寸增大;通过观察不同应变量下新型CHDG-A钢的亚结构形貌,揭示了其动态再结晶形核机制为以晶界弓出形核机制为主,亚晶长大形核机制为辅。利用三次多项式拟合ln??-关系曲线来确定新型CHDG-A钢发生动态再结晶的临界条件,建立其临界应变模型;构建了新型CHDG-A钢的Arrhenius型高温本构方程,用来预测其在热变形过程中的流变应力;建立了基于动态材料模型(DMM)理论的热加工图,利用热加工图确定新钢种在不同变形参数下的可加工安全区间和失稳危险区间,最终得到新型CHDG-A钢的最佳热加工参数区间为:1000~1075℃、0.01~0.1s-1。上述数值模型为新钢种最终的热加工工艺的制定提供理论依据。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG142.73

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 乔立捷;徐卫仙;白佳;陈鹏磊;;超超临界锅炉Super304H过热器失效分析[J];热加工工艺;2017年02期

2 程晓农;唐桢丁;罗锐;郭顺;姚永泉;李冬升;;固溶处理对新型Cr18Ni10Cu3NbN奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响[J];金属热处理;2017年01期

3 孙翠翠;刘轲;王朝辉;李淑波;杜宪;杜文博;;Mg-Zn-Er合金基于Gleeble-1500热压缩模拟的变形行为及其加工图（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2016年12期

4 卢书媛;王卫忠;俞璐;徐海斌;朱一波;;锅炉过热器管爆裂原因分析[J];理化检验(物理分册);2016年11期

5 李文胜;黄翔;王伟;胡平;张春雷;高岩;;Super304H奥氏体不锈钢高温下组织与性能演变的研究进展[J];机械工程材料;2016年10期

6 向宏军;;煤气锅炉过热器爆管原因分析及对策[J];冶金动力;2016年09期

7 聂志云;刘继华;张有为;周涛;;Super304H钢的高温腐蚀行为研究[J];热加工工艺;2016年14期

8 张文学;孙国栋;贾贺泽;殷凤仕;;高Cr铁素体耐热钢的相变行为研究[J];热加工工艺;2016年08期

9 张文斌;鲍颖群;晏荣华;;一起硫酸余热锅炉过热器爆管事故分析[J];工业锅炉;2016年02期

10 郝庆乐;韩静涛;宋晶杰;路瑞龙;;高强硼钢高温变形行为及其本构方程的建立[J];金属热处理;2016年02期

相关硕士学位论文 前8条

1 张志栋;GH4169返回料合金高温流变行为研究及热加工图[D];兰州理工大学;2016年

2 刘艳芬;超超临界锅炉用奥氏体耐热钢热变形行为研究[D];太原理工大学;2015年

3 张长春;镁合金加工硬化机理及数学模型研究[D];武汉科技大学;2015年

4 邢佳;HR3C和Super304H钢高温时效析出行为研究[D];太原理工大学;2014年

5 徐振;先进电站用耐热钢的持久寿命预测及组织稳定性研究[D];山东理工大学;2014年

6 赵林;700℃等级超超临界电站用含铝奥氏体钢的高温强化[D];上海交通大学;2013年

7 曹宇;800H合金组织演变规律与热加工工艺研究[D];东北大学;2011年

8 赵晓东;304不锈钢热变形条件下动态再结晶行为研究[D];太原科技大学;2009年

，

本文编号：2521752