HR3C不銹鋼時(shí)效過(guò)程中鈮的析出規(guī)律及其對(duì)性能的影響
時(shí)間：2019-06-13
作者：無(wú)錫不銹鋼板
瀏覽：0
HR3C高溫奧氏體不銹鋼主要應(yīng)用于超超臨界火力電站中過(guò)熱器和再熱器部分,。它是在TP310鋼基礎(chǔ)上添加Nb、N而形成的一種高Cr,、Ni奧氏體耐熱鋼,。鈮的加入使HR3C在使用過(guò)程中析出許多含鈮第二相,，提高了鋼的高溫性能。含鈮相的類型,、析出動(dòng)力學(xué)和對(duì)性能的影響一直是研究的熱點(diǎn),。但是，人們對(duì)HR3C鋼中含鈮析出相及其對(duì)性能的影響還了解不夠,，仍需要進(jìn)一步的詳細(xì)深入研究,。為此，研究了HR3C鋼在1220℃固溶處理,，然后在800℃加速時(shí)效后,，含鈮析出相的變化規(guī)律及其對(duì)硬度和耐腐蝕性能的影響。
試驗(yàn)用材料由某鋼廠提供,。其化學(xué)成分如表1所示,。鋼料通過(guò)線切割加工成10mm×10mm×15mm的小試樣。將制備好的試樣在箱式電阻爐中進(jìn)行1220℃固溶處理，保溫30min,，然后在800℃下分別時(shí)效20,、40、60,、80和100h,，空冷。試樣用砂紙打磨光滑,，制備金相試樣,，用王水腐蝕，在MDS金相顯微鏡和TESCAN VEGA3掃描電子顯微鏡下觀察顯微組織,。金相試樣用來(lái)測(cè)試表面硬度,。測(cè)試儀器為HV-50維氏硬度儀，載荷30kg,，加載時(shí)間15s,。將TEM試樣切割成0.5mm薄片，經(jīng)制備的試樣在JEOL2100F透射電子顯微鏡下觀察,。采用電化學(xué)動(dòng)電位再活化法測(cè)定試樣的耐晶間腐蝕性能,。
表1 HR3C鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
|
項(xiàng)目
|
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Ni
|
Nb
|
N
|
|
ASME SA213
|
0.04
～
0.10
|
≤0.75
|
≤2.00
|
≤0.03
|
≤0.03
|
24.00～26.00
|
17.00～23.00
|
0.20
～
0.60
|
0.15
～
0.35
|
|
TP310HC bN標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)料
|
0.08
|
0.01
|
1.00
|
0.01
|
0.01
|
25.20
|
20.50
|
0.60
|
0.20
|
結(jié)果表明：
（1）HR3C鋼時(shí)效后晶粒度無(wú)明顯變化,，晶內(nèi)出現(xiàn)大量孿晶并在孿晶界處析出第二相,。造成混晶現(xiàn)象的原因是由于第二相分布不均勻?qū)е聜€(gè)別晶粒發(fā)生二次再結(jié)晶，晶粒不均勻長(zhǎng)大所致,。
（2）HR3C鋼時(shí)效過(guò)程中的析出相有MX相,、Z相和M23C6相。隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),，基體中鉻元素向MX相擴(kuò)散,，使之逐漸形成Z相。在C,、N元素的共同作用下,，σ相在HR3C中很難形成。
（3）HR3C鋼的硬度值隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)先快速上升到峰值（247HV30）,，而后緩慢下降并逐漸穩(wěn)定（226HV30）,。時(shí)效初期，小尺寸的MX相開(kāi)始析出,，快速?gòu)浬?qiáng)化,；隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，析出物尺寸增大,，材料強(qiáng)度下降,。晶間腐蝕敏感性隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)先快速升高,，然后逐漸下降并趨于穩(wěn)定。原因是Z相的大量析出穩(wěn)定了鉻元素,，使得其以Cr23C6形式析出的可能性降低,，從而將鉻穩(wěn)定在晶粒內(nèi)，使HR3C鋼的耐晶間腐蝕性能提高,。