稀土Ce對T91鋼組織及性能的影響.pdf

1、T91鋼是我國超臨界鍋爐電站管道用鋼的關鍵材料。論文采用真空熔煉技術，往合金鋼液中添加稀土Ce的方法制備了T91-RE(Ce)系列合金，借助光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、顯微硬度儀、納米壓痕儀、萬能試驗機以及熱力模擬試驗機等手段，分析了合金中的夾雜物形貌與分布、晶粒尺寸、界面特性、基體特性等，研究了稀土Ce處理對合金顯微組織、機械性能、連續(xù)冷卻相變行為以及高溫塑性行為的影響，結論如下:
　　(1)稀土Ce能與T91鋼液中O、S等有害

2、元素結合成稀土化合物，化合物類型有稀土氧硫化物和稀土硅酸鹽化合物兩種。稀土Ce加入量為0.15％時，O的含量從0.007％降低至0.0025％，S的含量從0.015％降低至0.0049％，并且存在部分的固溶稀土和偏聚于晶界的稀土。
　　稀土Ce的加入能細化T91鑄態(tài)組織，并促進基體中生成少量塊狀鐵素體和沿晶界析出的先共析鐵素體;能顯著降低空冷T91鑄態(tài)組織的顯微硬度，降低T91合金的室溫抗拉強度，顯著提高合金的斷裂延伸率，有利于提

3、高合金的加工性能。
　　(2)稀土Ce促進T91鋼先共析鐵素體的析出和馬氏體相變，使T91的相變臨界點Ac3、Ac1、Fs、Ff和Ms、Mf升高，先共析鐵素體相區(qū)左移，奧氏體向鐵素體轉變的臨界冷卻速度從未加稀土時的0.12℃/s增加到加稀土時的1℃/s，孕育期縮短。
　　(3)在1100℃～1250℃，應變速率在0.004s-1-10S-1的條件下進行壓縮變形時，稀土Ce加入量為0.15％的T91合金的流變峰值應力要略高于未

4、加稀土的T91合金，弱化了合金變形軟化效果。
　　稀土Ce在T91鋼奧氏體晶界處或晶界附近偏聚，阻礙晶界的遷移，阻礙再結晶形核及再結晶晶粒長大。稀土Ce加入使T91鋼再結晶激活能由354.6 kJ·mol-1提高到397.2 kJ·mol-1，顯著推遲了其再結晶動力學過程。
　　經(jīng)稀土Ce處理T91鋼應變速率敏感系數(shù)值增加更快，并且其值更大，塑性更好。稀土Ce加入量為0.15％的T91鋼的最適宜加工范圍為1040℃～1100