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稀土La变质处理对T91钢冷却转变组织及高温塑性变形的影响

陈振湘  
【摘要】:T91(9Cr-1Mo-V-Nb)钢因其优异的综合性能而成为高Cr铁素体耐热钢的代表钢种,广泛应用于超临界发电厂锅炉管道上,同时也是作为开发更高使用温度铁素体耐热钢的研究基准。然而,对无缝钢管而言,用连铸坯生产高合金坯直接成材,各厂家都出现了相同的问题,即成材率很低。因此,挖掘稀土在钢中的潜力,进而加速开发稀土钢新材料对整个钢铁领域有重要的意义。 本文采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、显微硬度等分析手段,系统研究了稀土元素La对T91钢过冷奥氏体冷却转变及高温塑性变形的影响,通过实验与分析探讨,得出以下结论: (1)在T91钢中添加稀土La,固溶La使T91钢的临界点Ac3、Ac1、Fs、Ff和Ms、Mf均升高,促进先共析铁素体和马氏体的析出,从而导致CCT曲线向左移动。 (2)稀土La降低过冷奥氏体的稳定性,在相同冷速的显微组织中先共析铁素体析出温度升高,硬度降低。 (3)在1100℃~1250℃,应变速率在0.01s-1-1s-1的条件下,变质前的T91钢的真应力-真应变曲线出现了两个峰值,并且均发生了很明显的连续动态再结晶。经过变质处理的T91钢相比于未经变质处理的T91钢,其真应力-真应变曲线并未出现第二个峰值,且变化趋势更加平缓稳定,动态再结晶引起的软化作用更为明显。 (4)变质处理前T91钢的热变形激活能为843kJ/mol,采用Z参数法建立的各参数间的本构关系如下:变质处理后T91钢的热变形激活能为618kJ/mol,同样采用Z参数法建立的各参数间的本构关系如下: (5)变质处理后的试样显微硬度值比变质前的试样显微硬度值高30HV左右,且高温变形时能获得更好的组织与力学性能。 (6)变质处理前T91钢可以优先选择的变形温度为1160~1200℃,应变速率不高于0.1353s-1;变质处理后T91钢可以优先选择的变形温度为1180~1230℃,应变速率不高于0.0183s-1。


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