T-P92鋼中雜質(zhì)元素錫對(duì)其高溫蠕變性能的影響.pdf

1、耐熱鋼的發(fā)展與能源、動(dòng)力機(jī)械的進(jìn)步有著密切的關(guān)系。T/P92耐熱鋼是目前世界各國大力發(fā)展超超臨界機(jī)組的新型耐熱材料,具有較高的抗蠕變斷裂性能和蠕變塑性,因此逐漸成為熱電廠中主要設(shè)備用材的主選或更新?lián)Q代材料。但是,鋼中存在難以去除的殘留元素Cu、Sn、Sb等,影響鋼材特別是合金鋼材的成材率。目前,研究其對(duì)高溫蠕變性能的影響甚少,因此展開錫元素對(duì)鋼蠕變性能影響的研究是十分必要的。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯繜oSn鋼和含Sn鋼(含S

2、n0.047wt％)分別在1333K下正火1小時(shí),1033K下回火3小時(shí),水冷至室溫,隨后在溫度區(qū)間為935~973K和應(yīng)力范圍為130~170MPa的條件下進(jìn)行蠕變拉伸實(shí)驗(yàn)。通過蠕變實(shí)驗(yàn)獲得蠕變本構(gòu)方程和Monkman-Grant關(guān)系式,比較發(fā)現(xiàn)含Sn鋼的蠕變表觀激活能比無Sn鋼的要低,使得相同實(shí)驗(yàn)條件下含Sn鋼的蠕變速率較大,蠕變斷裂時(shí)間較短,持久強(qiáng)度較低,而且這種差異隨著實(shí)驗(yàn)溫度的降低或者應(yīng)力的減小而越明顯,總的說來,就是蠕變抗力

3、下降。
　?、茰y試了無Sn鋼和含Sn鋼的簡單力學(xué)性能,回火后經(jīng)過蠕變拉伸實(shí)驗(yàn),蠕變性能惡化,兩種鋼的維氏硬度明顯下降,但相同實(shí)驗(yàn)條件下兩種鋼的硬度差距不明顯。每次拉伸實(shí)驗(yàn)斷裂結(jié)束后,立刻測量無Sn鋼和含Sn鋼的斷后延伸率和斷面收縮率,發(fā)現(xiàn)含 Sn鋼的斷后延伸率和斷面收縮率均略低于無Sn鋼的。例如,在100MPa、973K時(shí)蠕變實(shí)驗(yàn)后,含Sn鋼的斷后延伸率為31.34%、斷面收縮率為84.47%,而無 Sn鋼的斷后延伸率為31.84

4、%、斷面收縮率為89.63%,可見Sn元素的添加使材料的蠕變塑性變差。
　?、鞘褂脪呙桦娮语@微鏡觀察斷口形貌,杯錐狀斷口的韌窩深處有球形的夾雜物或第二相粒子;采用金相顯微鏡觀察斷口處的空洞形成,含Sn鋼的空洞數(shù)量多于無Sn鋼的;采用場發(fā)射槍透射電子顯微鏡分析兩種實(shí)驗(yàn)鋼的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)組織中含有少量的 MnS夾雜,大量的第二相析出物,第二相主要由M23C6相、MX相以及Laves相構(gòu)成,第二相在晶界處的析出和粗化,造成蠕變性能的惡化