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T92钢在蠕变过程中Laves相的析出与熟化行为

原文作者:
  郝曼曼,彭碧草,王起江,张澜庭
发布时间:
  2014-08-19
来    源:
  上海交通大学材料科学与工程学院
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摘 要:用透射电子显微镜和JMatPro模拟软件,对T92钢在650℃,120MPa条件下蠕变时Laves相的析出和熟化行为进行了研究。结果表明:T92钢中Laves相的溶解温度为710.5℃,所以其在730~800℃回火后的供货态中不含Laves相;但在650℃蠕变和时效30h后钢中均析出了Laves相;Laves相易于依附于M23C6形核是由于钨、硅在M23C6周围的富集;在蠕变过程中Laves相的熟化速率约为19.6nm3/s,与时效过程对比发现,应力会促进Laves相的熟化过程。
0 引 言
    T92钢是在9Cr-0.5Mo-1.8W 铁素体钢的基础上,加入钒、铌进行微合金化而开发出来的,在日本称为NF616钢,最高使用温度为630 ℃[1]。与T91钢相比,T92钢的成分控制特点是增钨减钼,以及严格控制铝、钛、锆等元素的含量,以获得更高的持久蠕变强度,主要用于超超临界电站锅炉的主蒸汽管道、过热器和再热器等关键部件。然而在长时间的高温和应力作用下,其显微组织会发生退化,致使其高温性能下降。国内外已对其在高温(550~650℃)下的蠕变持久性能进行了大量研究,并对其强化机理做了深入分析[1-2]。
   研究表明,在高温下使用含9%~12%Cr(质量分数,下同)的耐热钢时会析出Laves相,它一方面消耗基体中的钨、钼等固溶强化元素,降低其固溶强化效果;另一方面又起到一定的析出强化作用[3-4],但因其具有比较大的熟化速率,随着保温时间的延长会明显长大,对材料的析出强化作用有限,当其尺寸粗化到一定程度时就会成为裂纹及空洞的诱因,导致脆化现象严重[5-6],不利于该钢的持久性能。因此,T92钢中Laves相的熟化行为对钢的性能有很大影响,但目前有关Laves相熟化行为的详细研究并不多见。为此,作者重点研究了T92钢在650℃,120MPa条件下蠕变过程中Laves相的析出和熟化行为。
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