時(shí)效溫度對(duì)S31042奧氏體耐熱鋼析出相的影響
S31042鋼是25Cr-20Ni型的新型奧氏體耐熱鋼,,具有優(yōu)良的抗蒸汽腐蝕性能和較高的持久強(qiáng)度,是超超臨界火電機(jī)組過熱器和再熱器的優(yōu)良材料,。作為鍋爐過熱器和再熱器部件,,材料長期在高溫高壓下服役,材料的微觀組織會(huì)逐漸發(fā)生變化,,主要表現(xiàn)在第二相的析出、長大和轉(zhuǎn)變,、新的相的形成等,,而微觀組織結(jié)構(gòu)的變化將直接影響材料的性能。本工作對(duì)S31042鋼不同溫度時(shí)效下析出相的種類,、形貌和尺寸進(jìn)行深入研究,,探討了M23C6相的熟化規(guī)律及時(shí)效溫度對(duì)析出相的影響,。
試驗(yàn)材料采用25kg真空感應(yīng)爐冶煉,鍛成Φ16mm棒材,,化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),,%)為:C0.051,Si0.28,,Mn1.30,,Ni20.60,,Cr24.01,,Nb0.37,N0.24,,V0.21,B0.0085,。試驗(yàn)鋼經(jīng)1250℃×30min固溶處理后,,分別在650、700,、750℃進(jìn)行長時(shí)時(shí)效處理,。每個(gè)溫度下均設(shè)定7個(gè)時(shí)效時(shí)間,即10,、100,、300、1000,、3000,、6000,、10000h時(shí)效處理,。采用OlympusGX51型光學(xué)金相顯微鏡,、HitachiS-4300掃描電鏡及H-800型透射電鏡觀察顯微組織形貌及析出相分布特征,。結(jié)果表明:
?。?)S31042鋼在650,、700、750℃長時(shí)時(shí)效中的析出相有M23C6相,、Z相、MX相(Nb(C,、N))和σ相,。時(shí)效溫度升高有利于σ相的析出,,且σ相易附著在M23C6相上形核析出。
?。?)時(shí)效溫度對(duì)晶界上的M23C6相的演變影響顯著,,隨著時(shí)效溫度升高,M23C6相的析出速率和粗化速率均明顯升高,,形貌演變過程也明顯加快,。時(shí)效溫度對(duì)Z相的影響較小,長時(shí)時(shí)效過程中,,其尺寸和形貌隨時(shí)效溫度變化較小,,在鋼中穩(wěn)定存在,。
(3)晶界上的M23C6相的熟化遵循擴(kuò)散控制的三次方長大規(guī)律,,M23C6相的粗化受C元素的擴(kuò)散控制,Z相的粗化則主要受Nb元素的擴(kuò)散控制,。