奧氏體耐熱鋼HR3C的顯微組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、經(jīng)熔煉和熱加工得到厚度為12mm的奧氏體耐熱鋼HR3C鋼板，利用掃描電鏡、背散射電子衍射、X射線衍射、透射電鏡、硬度測(cè)試和蠕變?cè)囼?yàn)等方法研究了不同熱處理工藝對(duì)奧氏體耐熱鋼HR3C顯微組織和力學(xué)性能的影響，得到如下結(jié)論：
　　HR3C鋼經(jīng)1150、1200和1250℃保溫1h后水冷固溶處理后的組織為奧氏體基體上分布著粗大的NbCrN（即Z-相）顆粒，其數(shù)量隨固溶處理溫度的升高而減少；1150℃較低溫度固溶處理后晶粒中位錯(cuò)密度較高，隨

2、著固溶處理溫度的升高，晶粒不斷長(zhǎng)大，晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度減少。HR3C鋼的硬度隨固溶處理溫度的升高而降低。
　　固溶處理后的HR3C鋼在650-950℃短期時(shí)效1h，在奧氏體晶界上析出了M23C6型碳化物；在800~900℃范圍內(nèi)時(shí)效1h后，在晶粒內(nèi)部析出納米尺寸的Z-相，隨固溶處理溫度的升高，納米尺寸Z-相析出的密度越高。1150℃固溶處理的HR3C鋼由于晶粒內(nèi)部存在高密度的位錯(cuò)，在650-950℃短期時(shí)效過程中晶粒發(fā)生再結(jié)晶，晶

3、粒大小出現(xiàn)異常變化。在650-1050℃短期時(shí)效的過程中，固溶處理后的HR3C鋼的硬度隨短期時(shí)效溫度的升高先降低后升高，在850℃時(shí)達(dá)到最大值，硬度變化與納米尺寸Z-相的析出強(qiáng)化有關(guān)。
　　1250℃固溶處理后的HR3C鋼在650℃長(zhǎng)期時(shí)效過程中，在晶界處析出M23C6型碳化物，隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)， M23C6型碳化物逐漸長(zhǎng)大并沿晶界由斷續(xù)到連續(xù)分布；650℃長(zhǎng)期時(shí)效860h后，在基體內(nèi)析出高密度納米尺寸Z-相；時(shí)效1900h后，

4、在晶粒內(nèi)部出現(xiàn)須狀析出物，透射電鏡高倍觀察發(fā)現(xiàn)這些須狀析出物是許多納米尺寸顆粒的聚集成的須狀團(tuán)簇。HR3C鋼經(jīng)1250℃固溶處理和850℃時(shí)效1h后的析出納米尺寸Z-相穩(wěn)定性高，在650℃長(zhǎng)期時(shí)效過程中隨時(shí)間的延長(zhǎng)幾乎不長(zhǎng)大。由于納米Z-相的彌散強(qiáng)化作用，HR3C鋼的硬度隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。
　　700℃/218MPa條件下的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果顯示HR3C鋼的蠕變斷裂方式為沿晶斷裂；850℃短期時(shí)效1h后的HR3C鋼因晶界處析出的