11Cr-6Co-2W-1Mo鐵素體耐熱鋼蠕變性能及氧化行為的研究.pdf

1、鐵素體耐熱鋼在超臨界火力發(fā)電廠中鍋爐和蒸汽輪機組的應用中引發(fā)了人們強烈的興趣。為了提高熱效率，需要更高蠕變強度的耐熱鋼去適應更高的蒸汽溫度和壓力。為了接近或達到在650℃下，105h后斷裂的蠕變強度為100MPa這個目標，有必要將耐熱鋼的650℃下的蠕變強度提高到P92的2倍，Ennis et al根據(jù)修正后的Monkman-Grant關(guān)系估計在650℃下P92的蠕變強度為55MPa，與此同時抗蒸汽氧化也必須提高。如果通過添加合金元素來

2、達到抗氧化保護，那么有必要將鋼中Cr的含量從9％提高到11％或者更多。
　　本研究設計了一種新型的11％Cr回火馬氏體鋼，其中Co的含量設計為6％，作為主要的奧氏體形成元素，為了避免δ鐵素體的形成。同時為了促進富含V的MX型氮化物作為細小和熱力學穩(wěn)定的粒子從而使得鋼在高溫下具有更長期的服役壽命和消除富含Cr的M23C6碳化物，將這種11％Cr鋼的碳的濃度降到一個非常低的水平是至關(guān)重要的。試樣鋼經(jīng)熱處理后，分別在650℃、700℃和

3、750℃不同應力下進行蠕變測試。在蠕變過程中，LAVES相主要沿原奧氏體晶界和馬氏體板條界析出。但是LAVES相隨后的粗化導致了長期蠕變強度下降。根據(jù)L-M曲線，試驗鋼在650℃，105h后斷裂的持久強度為52MPa，遠低于目標值100MPa。試樣鋼在650℃、空氣中氧化8875h后出現(xiàn)了分級氧化特征。動力學第一階段是低速氧化的過程，主要對應著Cr2O3膜的緩慢生長。氧化動力學第二階段是Fe離子迅速通過Cr2O3膜至表面形成(Fe0.6