9Cr-3W-3Co耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过将9Cr-3W-3Co耐热钢试样在1000~1150℃分别进行60~240 min等温奥氏体化处理,研究了其奥氏体晶粒长大行为。结果表明：试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高呈指数递增,而析出相的大量固溶会使晶粒长大速率明显升高;相同奥氏体化温度下,奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间增加近似呈抛物线增长,并获得了预测晶粒长大的Beck方程;构建了试验钢奥氏体晶粒尺寸与奥氏体化温度和保温时间关系的Sellars模型,并验证了该模型的准确性与适用性。

9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢焊接接头不同部位的显微组织和力学性能

采用焊条电弧焊(SMAW)对9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢进行多层多道焊,通过OM,拉伸、冲击和显微硬度测试等试验,分析了焊接接头不同部位的显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头上部和中部的焊缝金属主要由晶粒相对粗大的柱状晶和等轴晶组成,下部几乎全部由晶粒细小的等轴晶组成;焊缝上部和中部金属的显微组织为回火马氏体、大量碳化物颗粒和少量块状M-A组元,焊缝下部金属显微组织由回火马氏体、少量针状δ铁素体和弥散分布的碳化物颗粒组成;焊接接头不同部位的显微硬度分布规律基本一致,从母材经热影响区到焊缝,其硬度逐渐升高,下部焊缝金属的平均硬度为HV288,相对最高;焊接接头不同部位的拉伸和冲击性能存在明显差别,下部焊缝金属的抗拉强度最高(平均726.39 MPa),其冲击吸收功(平均23.3 J)高于母材的(20 J);而上部和中部焊缝金属的抗拉强度和冲击吸收功均低于母材的。

9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢的热加工性能研究

采用Gleeble 3800热模拟试验机,通过高温热拉伸试验,系统研究了9Cr-3W-3Co钢在变形温度为1060~1260℃和应变速率为0.3~10 s-1条件下的热变形行为,并采用OM、SEM和TEM等研究了不同温度下的组织和析出相。结果表明,试验钢在1200℃以上高温塑性差与合金本身熔点较低、晶粒粗大和晶界有P、S、Cu等元素的偏聚有关;在1100~1200℃之间,块状铁素体是影响高温塑性的主要因素。

9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊焊缝组织和冲击性能分析

对9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢搅拌摩擦焊焊缝的微观组织演变和冲击性能进行了分析.结果表明,由于搅拌针剧烈的机械搅拌和焊接热循环的双重作用,搅拌摩擦焊缝区域内发生晶粒破碎、完全奥氏体化动态再结晶、晶界处M23C6相溶解和晶内M3C相析出,焊后较大的冷却速率抑制晶粒长大,促进了马氏体转变.在−100~20℃温度内进行了冲击试验,随着冲击试验温度的增加,母材和FSW焊缝的冲击吸收能量均表现为单调增大的特征,同时冲击断裂模式由脆性断裂逐渐转变为延性断裂.由于FSW焊缝中板条马氏体的形成、“针状”M3C碳化物的析出,FSW焊缝的硬度显著增大,并且在相同温度下FSW焊缝的冲击韧性发生降低,韧—脆转变温度由母材的−50℃升高至−40.2℃.

9Cr3W3Co耐热钢锻造工艺数值模拟及实验研究

通过Deform 3D模拟了9Cr3W3Co耐热钢连续多道次锻造工艺,分析了等效应力、等效应变场和温度场的分布规律。基于模拟结果,优化了锻造工艺,并通过Gleeble-3800热模拟试验机对9Cr3W3Co耐热钢进行不同变形参数多道次热压缩实验,分析了不同变形参数下的热变形行为,结合热模拟真应力-真应变曲线和显微组织,验证了模拟的准确性。结果表明,模拟后的优化锻造工艺为应变速率5 s^(-1),变形方式为先大变形后小变形,变形后的坯料心部温度分布均匀,为951~970℃,等效应变分布均匀,为2.15~2.19。当应变速率为5 s^(-1)时,动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而变大,采用先大压下量后小压下量的方式,可获得完全再结晶的等轴晶,平均晶粒尺寸为15μm,变形后组织均匀性更好。结合微观组织演变结果分析,模拟实验具有可行性,实验结果与模拟结果基本吻合。

9Cr-3W-0.2V钢热处理工艺研究

文章研究了淬火温度和回火温度对9Cr-3W-0.2V钢性能和组织的影响,结果显示采用1070℃奥氏体化后淬火,并经710℃回火得到优良的综合力学性能和组织。同时研究了该钢堆焊Cr-Mo层后的焊后热处理工艺,研究表明采用680℃作为焊后热处理温度可保证母材性能不降低的情况下焊接接头性能满足要求。

9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢等温时效的组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜等研究了9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢在700℃等温时效条件下的显微组织演变规律,并就时效的硬度变化及组织中元素分布进行了分析。研究结果表明,9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢组织随着等温时效的进行发生了回复再结晶,马氏体板条尺寸增大,M_(23)C_6和MX沉淀相的析出数量、颗粒尺寸均明显增加。铁素体晶界周围析出大量的M_(23)C_6相,并且还在晶粒内部发现了MX相。时效初期的维氏硬度值增大,随后逐渐降低并最终趋于稳定。

9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢电子束焊缝和搅拌摩擦焊缝组织性能比较

对9Cr-1.5W-0.15Ta耐热钢分别进行电子束焊和搅拌摩擦焊工艺试验,研究了不同焊接方法对焊缝微观组织及接头冲击韧性的影响规律.结果表明,电子束焊缝由粗大的树枝状板条马氏体组成,且原奥氏体晶界处和晶内的析出相发生完全溶解;搅拌摩擦焊缝由细小且均匀的板条马氏体组成,晶界处的M23C6碳化物发生溶解,晶内球状MX相无明显变化.由于形成大量的板条马氏体,电子束焊缝和搅拌摩擦焊缝硬度均显著高于母材.不同焊接方法对其焊缝的冲击吸收功有着显著影响,电子束焊缝冲击吸收能量仅为母材的12.2%,而搅拌摩擦焊缝则表现出较好地冲击韧性,其冲击吸收能量为母材的90%.

Deformation behavior of 9Cr-3W-3Co martensitic heat-resistant steel

The deformation behavior of 9 Cr-3 W-3 Co heat-resistant steel at a high-temperature range of 1 060-1 260 ℃ and a strain rate of 0.3 s^(-1) was studied using a Gleeble 3800 heat-simulating test machine. The microstructure and precipitation phases of the steel at different temperatures were studied by optical microscopy,scanning electron microscopy,and transmission electron microscopy. The results show that due to its low melting point,coarse grain size,and the segregation of P,S,and Cu at the grain boundary,the thermoplasticity of 9 Cr-3 W-3 Co steel is poor at temperatures higher than 1 200 ℃.The bulk ferrite phase was the main factor affecting the thermoplasticity at 1 100-1 200 ℃.

热轧变形对Fe-14Cr-3W-0.4Ti合金显微组织和力学性能的影响

对氩气雾化Fe-14Cr-3W-0.4Ti(质量分数,%)合金粉末进行60 h机械球磨,在950℃对粉末进行热挤压成形,然后在950℃热轧制和1050℃/1 h退火热处理,得到Fe-14Cr-3W-0.4Ti合金。利用扫描电镜和背散射电子衍射分析仪观察和分析合金的显微组织,并测定合金的室温拉伸性能,研究热轧变形对Fe-14Cr-3W-0.4Ti合金组织与力学性能的影响。结果表明,热轧变形可有效调控Fe-14Cr-3W-0.4Ti合金的晶粒尺寸,提高合金的力学性能。经过热轧变形的合金,晶粒明显细化,并且随热轧制变形量增加,晶粒尺寸先减小后增大,合金的抗拉强度也出现先升高后降低现象。合金的最佳热轧参数为950℃/40%,变形量为40%的合金平均晶粒尺寸最小,为1.39μm,抗拉强度和伸长率分别达到1161 MPa和9.5%,与挤压成形态合金相比,抗拉强度提高31.2%。

新型奥氏体耐热钢HR3C的焊接

随着超超临界(USC)机组的发展,一批高热强性、高抗腐蚀性的新型耐热钢材料被广泛应用。通过研究HR3C材料性能和进行焊接工艺试验,从而初步确认该材料的焊接性与TP347H材料的焊接性相近。针对HR3C材料在焊接过程中存在的主要问题,从坡口形式的选择、焊前清理与焊接过程的保护、焊接材料的选择、焊道布置、预热温度与层间温度的控制、采用适当的焊接操作技术等多方面考虑并制定可行的焊接工艺,从而保证焊接质量。

9Cr-3Co-3W铸件材料应用性能评价

为全面掌握新型9Cr-3Co-3W铸件材料应用性能,文章通过高温拉伸试验、低周疲劳试验、断裂韧性试验、高温持久试验和长时时效试验等对该材料的应用性能进行了全面评价,试验结果表明新型9Cr-3Co-3W铸件材料在630~650℃条件下具有良好的综合力学性能,具备应用于630℃-650℃超超临界汽轮机组的高温高压部件技术条件。

3Cr-1Mo-1/4V钢的组织与性能

采用金相、TEM、XRD等方法研究了 3Cr- 1Mo- 1/ 4V钢组织与性能 ,结果表明 :3Cr- 1Mo- 1/ 4V钢在5 5 0℃回火时出现二次硬化现象 ,其强度、硬度达到极大值 ,随回火温度的升高和回火时间的延长 ,强度、硬度下降 ,而塑性增加。经模拟最大焊后热处理 (Max.PWHT)后的拉伸性能和模拟最小焊后热处理(Min.PWHT)后的 - 18℃夏比 (V型 )冲击韧性均满足加氢反应器的设计要求。筒体锻件性能分析表明 :力学性能均匀 ,达到了加氢反应器的技术要求 ,良好的成分均匀性。

2.25Cr-1Mo钢TIG堆焊Fe_3Al合金的研究

通过TIG堆焊工艺试验,建立了填充金属Al含量与Fe-Al合金堆焊层中Al含量之间的对应关系,研究了Al含量对堆焊层裂纹倾向、显微组织、力学性能以及断裂特征的影响规律,确定了获得Fe3Al合金堆焊层所要求的焊丝中Al含量范围,为研制开发Fe3Al堆焊焊丝提供了依据。

回火温度对9Cr-3W-3Co马氏体钢组织和硬度的影响

对9Cr-3W-3Co马氏体钢进行正火及不同温度的回火处理,采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和维氏硬度计等手段研究了不同回火温度下的组织演变及其对硬度的影响。结果显示：随着回火温度的升高,硬度值出现先缓慢下降再显著上升的变化趋势。通过对各回火温度下试验钢组织特征的观察与分析,并对各回火温度下析出相尺寸及马氏体板条宽度的统计分析,可知试验钢在760~790℃回火时硬度值的缓慢下降与马氏体板条宽化、位错回复有关;而790~840℃回火时硬度值的显著升高与合金元素固溶强化及淬火马氏体组织含量的升高有关。

18Cr9Ni3CuNbN奥氏体耐热钢中富Cu相的早期析出行为

应用三维原子探针技术研究了600℃超超临界电站锅炉过热器/再热器用18Cr9Ni3CuNbN奥氏体耐热钢中强化相富Cu相的早期析出行为,并绘制出富Cu相在18Cr-9Ni型奥氏体耐热钢中的C曲线。结果表明:在高温时效过程中富Cu相无论在650℃还是在700℃均能较快地析出,其形成过程都是在短时间内先形成富Cu偏聚区,随着时效时间的延长Cu原子继续扩散到富Cu偏聚区,其它原子如Fe,Cr,Ni等则被排出富Cu偏聚区而扩散到奥氏体基体中,最终形成富Cu相。

4Cr9Si2阀门钢丝冷拔过程中脆断的失效分析

用扫描电镜 /能谱分析、X射线萃取相分析和Thermo -Calc热力学相计算等方法 ,分析了 4Cr9Si2阀门钢丝在冷拔过程中发生脆断的原因。结果表明 ,钢丝脆断是由于中间退火温度选择不合理 ,使 (Cr,Fe) 7C3

金属的焊接性

Ni60合金真空烧结组织及M7C3形成机理；含铌细晶粒钢的热影响区组织性能；镁合金变极性等离子缝焊接头微观组织分析；高温回火热处理对9Cr-1Mo钢焊缝组织韧性的影响；Fe3Al金属间化合物手弧焊连接的界面研究；焊缝金属中的二次相析出及其对双相不锈钢焊管性能的影响。