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变形和冷却速度对T91耐热钢组织形成的影响

殷红旗  
【摘要】: T91(9Cr-1Mo-V-Nb-N)铁素体耐热钢作为一种成熟钢种已有十余年的生产和使用历史。因缺乏对其组织形成过程的基本认识,目前我国超临界机组的关键部件(如高压锅炉管等)仍然依赖进口。为获取该钢组织形成过程的基本规律,本文通过对完全奥氏体化后的T91铁素体耐热钢在冷却过程中的相变规律的研究,得出了冷却速度、奥氏体区微小应力和非再结晶区大变形对相变过程的影响。在实验研究与理论分析的基础上,得到了下面结论: T91铁素体耐热钢完全奥氏体化后,分别降温到650℃时加载200MPa应力和750℃时加载200MPa应力,随后冷却到室温,在外加应力相同的情况下,随着变形温度的下降,T91铁素体耐热钢由奥氏体向马氏体转变的开始转变温度上升,产物组织细化;T91铁素体耐热钢完全奥氏体化后,降温到750℃时分别加载100MPa、150MPa和200MPa的应力,随后冷却到室温,在相同温度下,随着外加微小应力的增大,转变生成的马氏体板条位向逐渐混乱,晶粒呈细化趋势,晶界形态不规则。 试样先加热至奥氏体区,然后冷却到750℃,分别以50%、60%和70%对试样进行形变处理,再冷却到室温,随着压缩量的增加,T91铁素体耐热钢的组织逐渐变细;试样先加热至奥氏体区,然后分别冷却到650℃和750℃变形60%,再冷却到室温,T91铁素体耐热钢变形温度高的组织比变形温度低的组织更加细小。 试样完全奥氏体后,分别以10、30、50、100和200℃/min的速度冷却到室温,不同的冷却速度影响了T91铁素体耐热钢的相变开始点,冷却速度慢的相变点比较高;不同冷却速度下生成的组织差别较大,在以10℃/min和30℃/min速度冷却下的组织为较多的块状铁素体和板条马氏体,在以50℃/min和100℃/min速度冷却下的组织为板条马氏体,在以200℃/min速度冷却下的组织中除了含有板条马氏体以外,还出现了片状马氏体。


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