耐熱不銹鋼

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P92耐熱鋼的熱穩定性研究

來源:至德鋼業 日期:2020-05-21 16:49:12 人氣:96

T/P92耐熱鋼是日本開發的一種新型耐熱鋼,它的出現得益于T/P91鋼的成功。它是以T/P91鋼為基礎,加入1.5-2.5%W,鉬含量則降為0.3-0.6%,形成以鎢為主的鎢鉬復合強化。綜合性能可媲美于T91鋼,且許用溫度更高,最高可達630℃,蠕變強度達到了奧氏體不銹鋼的水平。P92耐熱鋼屬于電廠管道用鋼,在高溫高壓下使用,主要失效形式為蠕變斷裂。蠕變孔洞一般在晶界產生,導致P92耐熱鋼管道的斷裂。蠕變孔洞的形成與鋼組織結構的變化密切相關。高溫蠕變過程中組織結構會發生變化,主要為馬氏體板條寬度變大,位錯密度降低,析出物長大,同時會析出新的Laves相和Z相。由此可見,組織的穩定對P92耐熱鋼的性能有很大的影響。超超臨界發電機組的下一個目標是使主蒸汽溫度提高到650℃。盡管已有關于P92耐熱鋼顯微組織演化方面的研究報道,但主要集中在600℃溫度范圍。為更好地理解和使用P92耐熱鋼,本文研究了其在650℃長期時效過程中顯微組織演化規律。

實驗過程

試驗用P92耐熱鋼1080℃×1h正火+780℃×2h回火處理后在650oC進行時效處理。采用帶能譜分析的FEISirion200掃描電子顯微鏡和透射電鏡觀察顯微組織,采用電解萃取方法分離合金中的析出相,利用X射線衍射方法進行物相分析,利用電子背散射方法研究組織取向關系。

P92耐熱鋼力學性能研究

P92耐熱鋼650oC條件下時效不同時間后的維氏硬度如圖3.7所示,從時效開始后硬度增加,時效100h時硬度最大,從100h500h期間硬度迅速降低,其后硬度下降趨勢變緩。在時效過程中,Laves相的析出粗化及起固溶強化的元素W、Mo原子的減少是P92耐熱鋼硬度下降的主要原因之一。

P92耐熱鋼650oC長期時效過程中,M23C6型碳化物的晶格常數a隨時效時間的延長逐漸增大,時效7944h后達到最大;Fe2WLaves相沿原奧氏體晶界和板條界析出。利用EBSD研究方法可知,P92耐熱鋼顯微組織在時效3000小時后晶粒的取向差變化較小,小角度晶界比例稍有上升,大角度晶界比例基本不變,板條亞結構組織穩定性較好,時效前后均發現殘余奧氏體。綜合力學性能測試及組織觀察表明,時效過程力學性能變化的主要原因是Laves相的形成和粗化。

本文標簽:耐熱鋼 

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