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HR3C鋼(化學(xué)成分)日本住友奧氏體耐熱鋼

發(fā)布時間: 2024-10-26  點擊次數(shù): 586次

HR3C鋼是住友公司開發(fā)的一種奧氏體耐熱鋼,具有優(yōu)良的抗氧化、耐腐蝕性能以及良好的持久強(qiáng)度,是超(超)臨界火電機(jī)組鍋爐過熱器和再熱器管的優(yōu)良材料。固溶熱處理工藝是HR3C鋼管制造中的重要工序,決定了鋼管的組織狀態(tài)和性能。目前,對該鋼管固溶處理工藝的研究多集中在固溶態(tài)的微觀組織和力學(xué)性能上,缺乏固溶態(tài)鋼管在高溫服役過程中(時效態(tài))組織和性能的相關(guān)報道。為此,本項目研究了不同固溶工藝處理對固溶態(tài)和時效態(tài)HR3C鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響,期望能為該鋼的國產(chǎn)化及實際應(yīng)用提供依據(jù)。 試驗材料為冷軋態(tài)HR3C鋼管,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)為0.057C,0.29Si,1.18Mn,20.90Ni,25.11Cr,0.48Nb,0.22N。將鋼管沿長度方向線切割成長條狀試樣,取部分試樣分別在1150~1300℃下進(jìn)行30min的固溶處理,以研究固溶溫度對試驗鋼組織和性能的影響;將余下的試樣分別在1200,1230,1250℃進(jìn)行保溫時間為5~60min的固溶處理,以研究固溶時間對試驗鋼組織和性能的影響。分別對在1200,1230,1250℃固溶30min以及在1250℃固溶60min的試樣在700℃進(jìn)行時效處理,時效時間為10,100,300,1000,6000h。對不同熱處理狀態(tài)的試驗鋼進(jìn)行力學(xué)性能測試和顯微組織分析,按GB/T4338-2006《金屬材料高溫拉伸試驗方法》進(jìn)行700℃的短時高溫拉伸試驗,高溫拉伸試樣為Φ5mm的圓棒,拉伸速度為0.25~2.5mm·min-1;利用化學(xué)相分析法對析出相進(jìn)行定量分析;采用Olympus GX51型光學(xué)顯微鏡、Hitachi S-4300掃描電鏡(SEM)及H-800型透射電鏡(TEM)觀察顯微組織及析出相的分布特征,金相試樣所用腐蝕液由5g CuCl2、30mLHCl、30mLH2O和25mL組成。結(jié)果表明:試驗鋼在1150~1200℃固溶處理30min后的晶粒尺寸變化不大,超過1200℃后晶粒明顯長大;保溫時間對晶粒尺寸無明顯影響;隨固溶溫度的升高和保溫時間的延長,時效后鋼中一次析出相的尺寸變小、數(shù)量減少;在700℃的時效過程中,M23C6相沿晶界析出。二次析出的Z相彌散分布在晶內(nèi),尺寸在100nm以下,時效時間超過1000h后M23C6相明顯粗化,Z相的尺寸變化不大,但數(shù)量不斷增多,在長時時效過程中起到顯著的析出強(qiáng)化作用;隨初始固溶溫度的升高和保溫時間的增長,相對應(yīng)的長時時效態(tài)的高溫屈服強(qiáng)度明顯提高。




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