Si对一种9Cr铁素体/马氏体钢显微组织和力学性能的影响

作     者：张乾坤 胡小锋 姜海昌 戎利建 

作者机构：中国科学技术大学材料科学与工程学院 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中核集团领创科研项目,中国科学院青年创新促进会项目No.Y2021059 中国科学院战略重点研究项目No.XDA28040200 

主　　题：Si M C Laves相 δ铁素体 力学性能 

摘      要：基于ASME标准成分的P91钢,设计了一种Si增强型的9Cr铁素体/马氏体钢(记为H-Si钢)。利用OM、FESEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,对P91和H-Si合金钢铸态、均质化态、回火态和时效态(550℃时效3000 h)的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,Si增强后会在合金钢中引入体积分数为3.9%的δ铁素体,但通过均质化处理可以将其完全消除。回火处理后,H-Si钢因含有较高的Si含量,会形成富Si层包裹M23C6的现象,该富Si层阻碍了M23C6的粗化长大,使M23C6的尺寸小于P91钢中M23C6的尺寸。与此同时,在550℃时效处理时该富Si层同样会减缓M23C6的长大,同时还促进了Laves相的形核和生长,造成时效态H-Si钢具有较细的M23C6和较粗的Laves相。回火态H-Si钢因较高的Si含量和较细的M23C6,强度明显高于P91钢,而时效处理后因Laves相的析出,强度进一步提高。回火态P91和H-Si合金钢具有相近的冲击功(约210 J),断裂模式均为韧性断裂。时效处理后由于Laves相的析出,导致P91和H-Si合金钢的冲击功下降。因H-Si钢中Laves相的尺寸较大、数量较多,使H-Si钢出现了一定比例的解理区,从而冲击功下降更明显。