P91耐熱鋼中δ-鐵素體的研究.pdf

1、為了能使電力發(fā)展和環(huán)境保護同時得到共存和發(fā)展，發(fā)展大容量發(fā)電機組刻不容緩，關(guān)鍵是耐熱材料是否滿足電力行業(yè)鍋爐所需承受的高溫和高壓。P91耐熱鋼的出現(xiàn)解決了這一問題，其優(yōu)良的性能使得電力行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。但P91耐熱鋼在熱加工（熱處理、焊接）過程中可能出現(xiàn)的δ-鐵素體組織會影響材料的性能。本文研究了直接升溫、不同熱處理工藝和不同TIG工藝條件下，P91耐熱鋼中δ-鐵素體轉(zhuǎn)變、形態(tài)和體積分數(shù)，及其對材料性能的影響。為工程實際應用中解

2、決P91耐熱鋼中δ-鐵素體問題提供了理論基礎，也對熱處理工藝和焊接工藝的優(yōu)化提供了借鑒。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用激光共聚焦顯微鏡原位觀察鋼P91升溫過程中的固態(tài)相變，直接觀測得出升溫過程中鐵素體（α）到奧氏體（γ）以及奧氏體（γ）到高溫鐵素體（δ）的金相組織轉(zhuǎn)變過程以及相變溫度，觀察δ-鐵素體在升溫和降溫中組織的轉(zhuǎn)變，為后面熱處理工藝參數(shù)提供借鑒。⑵通過制定熱處理工藝來研究不同熱處理溫度下獲得的δ-鐵素體組織，主要分析了不

3、同正火溫度對P91鋼中δ-鐵素體含量的影響，試樣顯微組織經(jīng)Vilella試劑腐蝕顯示在金相顯微鏡（OM）中呈現(xiàn)亮白色，并且呈現(xiàn)塊狀多邊形形貌，而隨著正火溫度的升高δ-鐵素體體積分數(shù)增加，其中δ-鐵素體中的鐵素體形成元素Cr、Si含量稍高于馬氏體基體，奧氏體形成元素Mn稍低于馬氏體，試樣性能測試中發(fā)現(xiàn)δ-鐵素體對P91韌性影響很大，隨著δ-鐵素體體積分數(shù)的增加P91沖擊韌性下降，斷口形貌從韌脆混合斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?，?鐵素體組織的出現(xiàn)造

4、成P91鋼的選擇性腐蝕，隨著δ-鐵素體體積分數(shù)增加，P91鋼的耐腐蝕性降低。⑶通過焊接工藝來研究P91鋼中的δ-鐵素體，以TIG焊為焊接熱源來改變焊接過程中的熱輸入，結(jié)果表明，隨著熱輸入的增加δ-鐵素體含量先增多隨后趨于穩(wěn)定，δ-鐵素體分布不均勻，呈多邊形分布于熱影響區(qū)，以及少量呈條狀分布于焊縫，顯微維氏硬度計下亮白色多邊形δ-鐵素體顯微硬度均值為235HV0.2，馬氏體均值為373HV0.2，δ-鐵素體含量對接頭沖擊韌性也有顯著影響，