摘要: 通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化，研究了10Cr12Ni3Mo2VN 马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明: 900 ～ 1150 ℃温度区间内， 10Cr12Ni3Mo2VN 马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大，且随保温时间延长，晶粒尺寸均匀性下降; 由于碳氮化物在1100 ℃以上发生溶解， 1100 ℃以上奥氏体晶粒发生粗化; 1200 ～ 1280 ℃温度区间内，由于δ 铁素体相的析出， 10Cr12Ni3Mo2VN 马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900 ～1150 ℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN 钢奥氏体晶粒生长模型为D = 6. 67 × 107 × t0. 303 × exp( － 1. 81 × 105 /ＲT) 。
10Cr12Ni3Mo2VN 钢属于新型Cr-Ni-Mo-V系马氏体耐热钢，因具有良好的热强性和抗高温腐蚀、抗高温氧化性能，广泛应用于蒸汽轮机制造行业，主要用于制造1000 MW 超超临界机组末级叶片［1-2］。超超临界机组末级叶片工作条件极其复杂，对热强性、热稳定性要求高［3］。目前国内尚不能自主生产高品质10Cr12Ni3Mo2VN 钢，高品质钢材仍需进口，严重制约我国超超临界机组的研究发展。目前国内对于该钢种的研究工作较少，关于10Cr12Ni3Mo-2VN 钢奥氏体晶粒长大规律的研究工作未见报道。晶粒尺寸能够直接影响钢的综合力学性能，细晶强化是目前唯一能够同时提高钢的强度和韧性的强化方式，但是由于耐热钢工作温度高，而高温下晶界变弱，晶界的变形会增加蠕变变形，因此耐热钢一般不靠细化晶粒来强化; 另一方面如果晶粒过于粗大则会严重增加耐热钢脆性，产生不利影响，因此耐热钢必须严格控制晶粒尺寸［4-7］。10Cr12Ni3Mo2VN 钢最终热处理工艺为淬火+ 回火［8-10］，要求热处理后平均晶粒度级数大于4 级［11］。
本文主要研究了10Cr12Ni3Mo2VN 钢的奥氏体晶粒长大规律，分析了温度、时间参数以及碳氮化物和δ 铁素体对奥氏体晶粒长大的影响，并通过拟合得到10Cr12Ni3Mo2VN 钢奥氏体晶粒长大的Arrhenius［12-13］数学模型，为10Cr12Ni3Mo2VN 钢的热加工工艺及热处理工艺提供了理论依据。
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