低溫葉輪用9Ni鋼熱處理與組織性能的研究.pdf

1、9Ni鋼作為一種性能優(yōu)異的低溫鋼，廣泛應用于液化天然氣低溫儲罐板材，而在鍛件上的應用相對較少。9Ni鋼在鍛件上的應用，對其強度和低溫韌性都提出了較高的要求。本文利用熱膨脹儀、X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）等對低溫葉輪用9Ni鋼鍛件的熱處理工藝與組織性能進行了系統(tǒng)研究。目前少量涉及到9Ni鋼強度的研究，多停留在測試不同熱處理工藝下材料的強度層面上，沒有對其中深層次的微觀機制進行解釋，本文采用同步輻射原位觀察的方法解釋了在

2、一定的熱處理工藝下9Ni鋼屈服強度隨回火溫度升高先降后升的現(xiàn)象。論文主要內容如下：
　　1.9Ni鋼相組成及相變特征?；赥hermo-Calc熱力學計算軟件計算了9Ni鋼的相組成、合金元素對相組成的影響，為制定9Ni鋼成分內控范圍和熱處理工藝奠定基礎，同時也為該材料鍛造溫度選擇提供參考。計算結果顯示，C含量從0.0008％增加至0.14%，Ni含量在7%~11%之間變化時，9Ni鋼相組成保持不變。測量了9Ni鋼平衡相變點，分析了

3、不同冷卻速度下9Ni鋼的形貌特征，結果表明隨著淬火冷速增加，組織逐漸由貝氏體向馬氏體變化。
　　2.9Ni鋼兩相區(qū)熱處理工藝及逆轉奧氏體的穩(wěn)定性。研究了熱處理工藝參數(shù)對9Ni鋼顯微組織和力學性能的影響，結合低溫葉輪用鋼的性能要求，制定了合理的熱處理工藝：780℃水淬+680℃爐冷+580℃水淬。經兩相區(qū)處理后降低了9Ni鋼的Ac1轉變溫度，影響后續(xù)回火處理后逆轉奧氏體的含量。經過“淬火+兩相區(qū)處理+回火”工藝處理試樣中的逆轉奧氏體

4、在深冷至-150℃過程中僅有極少量發(fā)生了失穩(wěn)轉變，深冷處理后不需要進行回火處理；而經過“淬火+回火”工藝處理的試樣中逆轉奧氏體發(fā)生失穩(wěn)轉變的量較大。
　　3.9Ni鋼拉伸性能的同步輻射高能X射線原位研究。為研究逆轉奧氏體對9Ni鋼強度的影響，選取780℃保溫1小時水冷+680℃保溫0.5小時爐冷+580℃保溫1小時水冷的試樣在上海同步輻射光源BL14B線站進行了同步輻射原位拉伸試驗。發(fā)現(xiàn)逆轉奧氏體在拉伸變形過程中發(fā)生形變誘導馬氏體