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新型高Cr铁素体耐热钢焊接热影响区的物理模拟研究

徐丹  
【摘要】:随着全球用电消耗量的持续增长,为解决日益突出的能源短缺和环境污染问题,世界各国火力发电机组参数正由亚临界参数向超(超)临界参数的方向发展。9%~12%Cr系铁素体耐热钢因具有良好的强韧性、抗氧化性、耐腐蚀性和较高的蠕变强度已逐渐成为热电厂中主要设备用材和更新换代材料的主选用钢。 本文利用焊接热模拟和定量金相结合的方法对改进的新型高Cr铁素体耐热钢的连续冷却转变曲线(SHCCT图)进行了测定,并研究试验用钢在不同冷却速度下的组织构成、组织形态和沉淀物形貌。利用正交试验方法考察热输入和预热温度对试验用钢热影响区(包括粗晶区-CGHAZ、细晶区-FGHAZ、临界区-ICHAZ和二次热循环的过临界粗晶区-SRCGHAZ、临界粗晶区-IRCGHAZ)组织和性能的影响规律。 试验结果表明,试验用高Cr铁素体耐热钢CGHAZ的组织为板条马氏体加δ铁素体,不同冷速下组织中马氏体与δ铁素体界面之间均存在脆化的碳化物薄层,而且随着冷速的增加,碳化物薄层的厚度逐渐下降。不同工艺下CGHAZ的室温冲击功均较低,而ICHAZ的室温冲击功均较高。组织中过饱和的马氏体和存在脆性相δ铁素体是造成CGHAZ室温韧性很低的主要原因,δ铁素体的含量越高,韧性越差。ICHAZ马氏体板条上细小的分布均匀的沉淀物能够有效地稳定马氏体基体,提高其韧性。CGHAZ的硬度最高,ICHAZ的硬度最低,IRCGHAZ与CGHAZ相比,硬度下降较多。


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