9%Cr热强钢焊接金属时效微观组织与力学性能研究

发布时间：2017-10-07 22:01

  本文关键词：9%Cr热强钢焊接金属时效微观组织与力学性能研究

  更多相关文章： 9%Cr热强钢 长期时效 析出相 晶界 取向关系 位错密度

【摘要】：环境污染的日益严重、化石燃料的日渐紧缺,使得提高燃煤电站效率和减少废气排放成为全社会亟待解决的问题。提高机组参数(蒸汽的温度和压力)是燃煤电站增效减排的重要途径,但同时受高温材料技术发展的严重限制。9%Cr热强钢作为超(超)临界机组的关键材料,广泛用于制作主蒸汽管道等锅炉构件。本文着眼于566℃级超临界机组和600℃级超超临界机组锅炉用9%Cr铁素体热强钢,研究了长期时效对P91焊接接头(625℃时效)和P92焊接金属(650℃时效)微观组织和力学性能的影响,并对两者的微观组织稳定性和力学性能进行了对比。借助SEM-BSE、EBSD、TEM及XRD等先进分析手段,讨论了析出相、晶界、亚晶及位错微观结构的变化,建立了微观组织与力学性能之间的相互关系。研究结果表明P91母材中M23C6型碳化物与铁素体基体之间、M23C6型碳化物附近析出的Laves相与M23C6型碳化物之间、P92焊接金属中Laves相与铁素体基体存在一定的取向关系。亚晶形成时,位向差往往低于2°,时效时不断合并、长大,形成2-15°的小角度晶界,因此时效后小角度晶界增加是亚晶合并、长大的结果。本文通过对两种9%Cr铁素体热强钢微观组织和力学性能的系统研究及对比,阐明了两种材料在时效不同阶段,造成硬度和强度降低的原因和机理,为我国超超临界锅炉用热强钢焊接工艺和焊接材料的选择提供了参考,对超超临界机组铁素体耐热钢的进一步发展具有一定的理论意义和工程价值。
【关键词】：9%Cr热强钢 长期时效 析出相 晶界 取向关系 位错密度
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG161
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 超(超)临界热强钢的研究现状和发展10-14
• 1.2.1 超(超)临界用热强钢的研究现状10-11
• 1.2.2 超(超)临界热强钢的发展方向11-12
• 1.2.3 铁素体热强钢焊接材料的研究现状12-13
• 1.2.4 铁素体热强钢焊接材料的要求13-14
• 1.3 9%Cr热强钢发展历程和研究现状14-16
• 1.3.1 9%Cr热强钢的合金设计原理14-15
• 1.3.2 P91/P92热强钢的由来15
• 1.3.3 P91/P92热强钢研究现状15-16
• 1.4 P91/P92热强钢强化机理和焊接接头组织特征16-17
• 1.4.1 强化机理16-17
• 1.4.2 焊接接头组织特征17
• 1.5 本论文的主要研究意义和内容17-19
• 第2章 试验材料及方法19-26
• 2.1 试验材料19-20
• 2.2 焊接工艺20-22
• 2.2.1 P91对接焊接工艺20
• 2.2.2 P91堆焊焊接工艺20-22
• 2.3 P91、P92长期时效试验研究22-24
• 2.3.1 长期时效工艺22-23
• 2.3.2 力学性能试验23-24
• 2.4 微观组织分析24-26
• 2.4.1 金相组织观察及扫描电镜(SEM)分析24
• 2.4.2 透射电镜(TEM)分析24
• 2.4.3 X射线衍射(XRD)分析24-25
• 2.4.4 电子背散射衍射(EBSD)分析25-26
• 第3章 P91焊接接头 625℃时效组织和力学性能研究26-52
• 3.1 长期时效微观组织研究26-46
• 3.1.1 焊接接头组织分布特征26-29
• 3.1.2 第二相的析出行为29-34
• 3.1.3 马氏体板条和亚晶变化34-39
• 3.1.4 晶体取向分布和位向差变化39-44
• 3.1.5 位错密度分析44-46
• 3.2 长期时效力学性能研究46-50
• 3.2.1 焊接接头的硬度分布46-48
• 3.2.2 时效对焊接接头室温拉伸性能的影响48-50
• 3.3 本章小结50-52
• 第4章 P92焊缝 650℃时效组织和力学性能研究52-65
• 4.1 长期时效微观组织研究52-62
• 4.1.1 第二相的析出行为52-56
• 4.1.2 马氏体板条和亚晶变化56-58
• 4.1.3 晶体取向分布和位向差变化58-61
• 4.1.4 位错密度分析61-62
• 4.2 长期时效力学性能研究62-64
• 4.2.1 时效对硬度的影响62
• 4.2.2 时效对室温拉伸性能的影响62-64
• 4.3 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果71-72
• 致谢72

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1 刘亚梅;9%Cr热强钢焊接金属时效微观组织与力学性能研究[D];燕山大学;2015年

本文编号：990289