T-P91鋼馬氏體強化機理研究.pdf

1、火力發(fā)電廠鍋爐管道長期在高溫下服役，同時承受高壓以及水蒸氣的腐蝕，它們的性能對于鍋爐的安全運行起著重要作用。10Cr9Mo1VNb鋼以其優(yōu)異的綜合性能被廣泛應(yīng)用于超臨界和超超臨界發(fā)電機組的高溫承壓部件，如主蒸汽管道、過熱器和再熱器等。因此，研究T91馬氏體鋼的組織與性能，對于合理安排鍋爐的運行時間和材料的壽命預(yù)測，以及解決T91鋼國產(chǎn)化中存在的問題，具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。
　　本文研究的內(nèi)容是T91鋼在原位拉伸過程中的組織與性能。首

2、先對T91鋼進行加熱溫度為1055℃、保溫時間為60 min的正火熱處理，并分別在730℃、765℃和800℃下進行回火。然后利用金相顯微鏡觀察T91鋼在不同溫度下回火后的組織，利用原位加載掃描電鏡技術(shù)分析T91鋼的力學(xué)性能，觀察拉伸過程中的組織變化和斷裂過程以及斷口形貌，利用透射電鏡觀察不同拉伸階段的微觀結(jié)構(gòu)的變化，依據(jù)T91鋼的合金化原理，探究了馬氏體的強化機理。
　　結(jié)果表明，經(jīng)765℃的回火處理后，可以得到性能良好的回火馬

3、氏體組織;800℃回火溫度太高，造成組織粗大，730℃回火溫度過低導(dǎo)致欠回火。原位拉伸試驗結(jié)果表明，回火溫度從730℃提高到800℃時，抗拉強度、屈服強度和延伸率都是先上升后下降的趨勢，并且在765℃時達到最高。在拉應(yīng)力的作用下，試樣在頸縮后發(fā)生斷裂，斷口微觀形貌為韌窩狀。其中730℃回火后馬氏體組織比較細小，亞晶塊結(jié)構(gòu)不明顯，馬氏體碎化較差，位錯纏結(jié)現(xiàn)象嚴重;765℃回火后馬氏體板條形態(tài)比較細密，亞晶塊結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成，馬氏體碎化良好，位

4、錯纏結(jié)現(xiàn)象減輕，位錯網(wǎng)絡(luò)初步形成;800℃回火后馬氏體組織明顯比較粗大，亞晶塊結(jié)構(gòu)明顯，位錯纏結(jié)組態(tài)已經(jīng)基本消失，位錯網(wǎng)絡(luò)比較明顯，碳化物在晶界呈串珠狀。
　　通過對比回火后以及拉伸前后試樣的透射圖像，分析回火溫度和塑性變形對組織與性能的影響規(guī)律，得出馬氏體強韌化的主要原因如下:Cr、Mo等固溶原子的固溶強化，板條狀馬氏體界面強韌化和亞晶塊的界面強韌化，析出相的彌散強化和沉淀相的沉淀強化，回火產(chǎn)生的位錯強韌化，拉伸引起的形變強化。