9Cr-3Co-2W-0.4Si-0.53Mn马氏体耐热钢蠕变性能及氧化行为的研究

发布时间：2021-12-17 20:28

　　随着能源的日益紧缺和环保意识的提高,尽可能提高超超临界火力发电机组的热效率迫在眉睫,而能够在更高温度下稳定运行的耐热钢材料是解决问题的关键。9%Cr系的耐热钢在高温下的抗氧化能力较弱,不能很好的平衡蠕变性能和抗氧化性能。因此,我们设计了一种新型的9%Cr马氏体耐热钢,对其抗氧化性能和抗蠕变性能进行了研究。结论如下:（1）实验钢经正火-回火热处理后,获得的组织为由少量δ-铁素体和回火马氏体组成的双相钢;M23C6和MX相在热处理过程中析出;使用三种寿命评估方法预测实验钢在650℃/105 h条件下的持久强度小于理论设计的100MPa,但是高于现行的P92钢。（2）实验钢在650℃、675℃、725℃、750℃条件下的蠕变断裂形式均为韧性断裂;在蠕变过程中,其马氏体结构发生退化,板条特征逐渐消失;Laves相在蠕变过程中析出,M23C6和MX相在蠕变过程中聚合长大使得持久强度下降。（3）在经过一定时间氧化之后实验钢表面形成了保护性的氧化层,实验钢在650℃空气中氧化8679h后氧化层分为两层,外层主要为Fe2O3和FeCr2O4,内层主要为CrMn1.5O4;实验钢在650℃含20%H2O... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

固溶体含量与材料强度的关系

Z相是由于在长期蠕变过程中,Cr不断析出进入MX相中,导致面心立方(FCC)结构的MX相逐渐转化为面心四方(FCT)结构,图1.3就是典型的Z相四方晶体结构,随着进一步深入研究发现还存在着立方和四方结构共存的混合晶体结构的Z相。根据Leonardo Cipolla等人的研究,MX相主要通过两种方式向Z相转变[14]。对于富V的MX相,Cr从基体中扩散进入时,由于Cr的原子尺寸与V相近,所以很容易进入富V的MX相中而不会改变原有的立方结构,于是形成了盘状的Z相,如图1.4 a)所示;对于富Nb的MX相中,中部是Nb的富集区,边缘是V的富集区,Cr只能在V的区域内扩散,随后中心的Nb向边缘扩散进入,最终形成两个平行的棒状Z相,如图1.4 b)所示。

根据Leonardo Cipolla等人的研究,MX相主要通过两种方式向Z相转变[14]。对于富V的MX相,Cr从基体中扩散进入时,由于Cr的原子尺寸与V相近,所以很容易进入富V的MX相中而不会改变原有的立方结构,于是形成了盘状的Z相,如图1.4 a)所示;对于富Nb的MX相中,中部是Nb的富集区,边缘是V的富集区,Cr只能在V的区域内扩散,随后中心的Nb向边缘扩散进入,最终形成两个平行的棒状Z相,如图1.4 b)所示。图1.4 MX相向Z相转化过程示意图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3540881