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Ti和CO对9Cr3W 低活化耐热钢组织及,ltl 能的影响

原文作者:
  祖木热提,李生志,孙锋
发布时间:
  2014-08-20
来    源:
  上海交通大学材料科学与工程学院
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摘要用低活化元素Ti 替代高活化的Co制备9cr3w 系列钢, 用金相观察、SEM 观察!拉伸实验及蠕变实验等手段对其进行表征, 研究了分别加入Ti 和C o对9C r3w 钢力学性能的影响" 结果表明, C o 和Ti 的添加促进析出相的析出, Ti 使品粒细化,使拉伸性能和蠕变性能显著提高;Ti 的添加使基体中出现少量的6铁素体, 但选择单相奥氏体区间热处理可使其消除, 得到单一马氏体组织的低活化钢" 对低活化9Cr 3W 钢进行Ti 的微合金化, 可获得与添加1% C 相Ti 的良好蠕变性能.
    建造核电设备的结构材料,应该具有良好的高温性能和低活性。低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)具有优良的高温性能、高的热导率和低的热膨胀系数及良好的抗辐照肿胀性,成为首选材料m。在Cr含量为2%-12%(质量分数)的钢中,9%Cr钢既具有最佳蠕变性能,又具有合适的韧脆转变温度rzl,因此在核电用铁素体/马氏体钢中,通常选取9% Cr钢作为主要研究对象, 9% Cr钢具有优良的力学性能,其组织中有由原奥氏体晶界、板条/亚晶界等界面组成的支架结构和高密度位错及各类析出相(包括MX相,Mz3Cb相以及Laves相等。
    核电用耐热钢用W代替Mo等比例原子替换)、用Ta代替Nb,不用或减少其他高活化元素Ni,N,Cu和Cots-',以实现低活化。Co是最好的抑制s铁素体形成元素,且可通过固溶强化和减缓元素的扩散I来提高其高温性能。据此,可用于650℃的钢SAVE12和NF12等都含大约3%Co。对比不同Co含量的SAVE 12钢,减少Co含量会降低其最高使用温度。目前提高低活化钢高温性能的方法有:提高固溶强化元素W的含量和提高MX相形成元素的含量。W是耐热钢中的固溶强化元素,也是Mz3C6形成元素。提高W含量有利于其蠕变性能的提高,但其含量达到3%后蠕变强度也达到饱和。同时,w还有利于延缓Mz3C。和板条组织的粗化。Ti是良好的碳氮化物形成元素,形成的碳氮化物极其稳定,而基体中细小的MX相可显著提高最高使用温度。本文在9Cr3W钢中加入Ti和Co,研究Ti和Co对其力学性能的影响。
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