高铝铁素体耐热钢的相图计算与相变研究

发布时间：2022-01-19 01:23

　　由于奥氏体耐热钢的热传导率及成本问题,铁素体耐热钢成为了超超临界发电机组锅炉用钢的首要之选。传统铁素体耐热钢主要依靠钢中Cr与O₂生成的Cr₂O₃膜来提高其抗高温氧化性及其他性能,但在实际应用过程中发现,钢中添加过量Cr会影响钢的高温蠕变性。而在钢中加入Al元素后,所生成化合物作为增强第二相弥散在基体中,有利于高温蠕变性能的进一步提高。因此,本文就主要以Al及改性添加剂Ni对钢组织及性能产生的具体影响进行了研究。（1）利用Thermo-Calc软件在已有T92钢的成分基础上进行成分的微调,微调主要集中在Al的添加及改性添加剂Ni含量的调整,从而设计出四组高铝钢。通过对不同Al、Ni含量钢热力学平衡过程的模拟,研究了Al、Ni含量对钢平衡析出相及析出相组成的影响。结果表明,Al、Ni含量变化对钢中M₂₃C₆型碳化物、Z相、σ相析出温度及析出量影响较大,对Laves相的析出温度及析出量影响较小;Al、Ni含量变化对Laves相、M₂₃C₆... 

【文章来源】：河北科技大学河北省

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【学位级别】：硕士

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电站发电效率与锅炉蒸汽参数间的关系[8]

螅?ぞ?以往钢材便极易发生断裂现象，而优异的高温性能会延长钢材的蠕变断裂时间，从而延长钢的使用年限[16]。第四，电站锅炉管用钢要具有优异的工艺性能，即焊接、加工性能[17]。第五，电站锅炉管用钢要具有优异的物理性能，即良好的导热性与较低的热膨胀系数[18]。第六，要具有良好的经济性[19]。1.2.2耐热钢的发展历程图1-2为在100MPa、时效100h后各耐热钢钢种的最高使用温度。由图可知，钢种的成分复杂化以及合金化程度越高，在100MPa下保温100h后的最高使用温度显著升高，其中，T/P92钢的使用温度最高。图1-2100MPa下各钢种的最高使用温度[20]近年来，国内外的科研人员开发出了很多具有良好高温性能的耐热钢，比如2.25Cr系钢、9~12Cr系钢、18Cr系钢等等，并将其应用到了电站锅炉当中，给超超临界发电技术的研究带来了较大的突破[21]。根据钢中所含Cr、Ni不同，可将其分为两大类，即铁素体与奥氏体耐热钢。二者比较来说，虽然奥氏体耐热钢的热强性高，但其热传导率较孝热膨胀系数较大，并且不具有经济性。另外，铁素体钢具有更深的研究基础，所以，铁素体钢可以更容易的达到超超临界发电技术对电站锅炉管用钢材料的蒸汽参数要求[22]。1.2.3铁素体耐热钢的发展历程将低合金铁素体耐热钢应用到电站锅炉管中发现，服役过程受到了抗高温氧化

10图2-1Thermo-Calc热力学软件的计算流程图[61]利用Thermo-Calc软件计算得到了四组实验钢平衡状态下各项析出情况与温度的关系曲线，如图2-2、2-3、2-4、2-5所示。由图2-2可知，A#钢中M23C6型碳化物于944.372℃开始析出；随着温度的降低，到691.043℃，Laves相开始析出；到427.002℃，Z相开始析出；到392.270℃，σ相开始析出；在平衡过程中还会有少量NbNi3相、AlN相析出。本章主要讨论钢中Laves相、M23C6及Z相、σ相的析出规律。由图2-3可知，B#钢中M23C6型碳化物于943.918℃开始析出；随着温度的降低，到726.395℃，Laves相开始析出；到416.165℃，Z相开始析出；到359.793℃，σ相开始析出；在平衡过程中还会有少量NbNi3相、AlN相析出。由图2-4可知，C#钢中M23C6型碳化物于930.886℃开始析出；随着温度的降低，到703.01℃，Laves相开始析出；到339.735℃，Z相开始析出，到320.246℃，σ相开始析出；在平衡过程中还会有少量NbNi3相、AlN相析出。YesNo


本文编号：3595954