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热处理工艺对高铬低活化铁素体-马氏体钢力学性能的影响

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特殊钢 2024年第2期45卷 105-111页

作者：孙文强周珠徐阿敏王哨兵苏诚沈强浙江久立金属材料研究院有限公司湖州313028 浙江久立特材科技股份有限公司湖州313028 湖州师范学院湖州313000

铁素体-马氏体钢抗辐照性能优越,是用于辐照剂量较高的新型核电反应堆型结构件的候选材料。苛刻的服役环境要求铁素体-马氏体钢具有良好的综合力学性能、合适的晶粒度以及较少的内部缺陷。研究了正火+回火的热处理工艺对新成分铁素体-... 详细信息

铁素体-马氏体钢抗辐照性能优越,是用于辐照剂量较高的新型核电反应堆型结构件的候选材料。苛刻的服役环境要求铁素体-马氏体钢具有良好的综合力学性能、合适的晶粒度以及较少的内部缺陷。研究了正火+回火的热处理工艺对新成分铁素体-马氏体钢力学性能和微观晶粒组织演化的影响。采用Thermo-calc热力学软件计算了不同相态的体积比例并与试验结果进行对比,发现两相比例变化的计算结果与试验结果高度一致。正火处理后,材料的抗拉强度和屈服强度受两相比例的影响权重最大。结果表明,采用1 080℃正火+670℃回火热处理的高铬铁素体-马氏体钢的抗拉强度为903 mPa,屈服强度为732 mPa,材料的综合性能最佳。

关键词：铁素体-马氏体钢屈服强度正火回火 m23c6 热力学计算

c含量对690合金m23c6相析出行为的影响

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钢铁研究学报 2019年第8期31卷 754-761页

作者：刘哲丰涵郑文杰宋志刚朱玉亮高鹏昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

为了研究0.011%~0.033%范围内c质量分数对690合金m23c6相析出行为的影响规律,采用SEm、TEm、物理化学相分析和热力学计算等手段,考察了不同c含量与m23c6相析出数量及析出位置关系。结果表明,随着c含量增加,m23c6析出相质量分数增加、完... 详细信息

为了研究0.011%~0.033%范围内c质量分数对690合金m23c6相析出行为的影响规律,采用SEm、TEm、物理化学相分析和热力学计算等手段,考察了不同c含量与m23c6相析出数量及析出位置关系。结果表明,随着c含量增加,m23c6析出相质量分数增加、完全固溶温度提高,前者与c质量分数呈线性关系变化,后者则符合抛物线关系。c含量升高,m23c6相的吉布斯自由能下降,从基体中析出m23c6相这一固态相变过程的驱动力增大,在相同的保温时间下,促进m23c6相在更多位置上的析出及其析出形貌的显著变化。对于较高c含量的690合金,除在晶界和孪晶端部外,还可在孪晶内部观察到m23c6相析出现象,其析出相颗粒发生粗化的同时,相质量分数也逐渐增加。

关键词： 690合金 c含量 m23c6 相变驱动力析出行为

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基于m23c6组分设计的高铬耐热钢强化法

基于M23C6组分设计的高铬耐热钢强化法

作者：胡福勇天津理工大学

学位级别：硕士

高铬耐热钢在实际服役中会发生蠕变性能退化,此退化与析出物的演化密切相关,因此析出强化是耐热钢的强化手段之一。本文基于析出相mc的元素组成,探究W、B两种元素对析出物mc组织形态和高温蠕变性能的影响,建立W、B含量、mc组织形态和蠕... 详细信息

高铬耐热钢在实际服役中会发生蠕变性能退化,此退化与析出物的演化密切相关,因此析出强化是耐热钢的强化手段之一。本文基于析出相mc的元素组成,探究W、B两种元素对析出物mc组织形态和高温蠕变性能的影响,建立W、B含量、mc组织形态和蠕变性能三者之间的联系,为高铬耐热钢的强化提供一种思路。利用JmatPro进行热力学仿真,确定五组实验钢的元素配比和热工艺参数,分别预估铁素体、奥氏体基体和析出物mc的变化规律。对不同W、B含量的高铬耐热钢分别在回火和时效3000h后的微观组织形态进行了研究,确定了不同B含量的耐热钢在回火和时效3000h后,基体均为回火马氏体和残留奥氏体,析出物为mc。不同W含量的耐热钢回火后是铁素体和马氏体,时效3000h后是马氏体,析出物为mc。同时发现W、B都可以抑制mc粗化,随着W、B含量提升,mc个数增多,面积分数上升但平均粒径下降。同时,W、B元素具有细化晶粒和马氏体板条的作用。W、B元素可以提升高铬耐热钢蠕变性能。W、B含量提高,最小蠕变速率降低,加速蠕变延迟,高铬耐热钢断裂时间延长,应变和延伸率下降。B元素通过抑制mc粗化、加强马氏体稳定,提高位错攀移所需的Orowan应力来提高蠕变性能;W元素通过析出相强化、固溶强化、位错强化来提高蠕变性能。幂次法则对高铬耐热钢的蠕变减速阶段的速率曲线拟合效果最好,指数定律对蠕变加速阶段的速率曲线拟合效果最好,推导出描述整个蠕变过程的全域本构方程。

关键词：高铬耐热钢 m23c6 B元素 W元素蠕变性能

回火过程中m23c6相的析出行为对cB2钢性能的影响

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回火过程中M23C6相的析出行为对CB2钢性能的影响

作者：江旭东北大学

学位级别：硕士

基于对经济发展中节能降耗的要求,发展高蒸汽参数的超超临界火力发电机组成为提高火力发电厂效率的重要方向。而对于发电机组蒸汽参数的提高实质上是对发电机组高温部件材料性能的提高。而对于拥有优良的高温蠕变性能、良好高温抗氧化... 详细信息

基于对经济发展中节能降耗的要求,发展高蒸汽参数的超超临界火力发电机组成为提高火力发电厂效率的重要方向。而对于发电机组蒸汽参数的提高实质上是对发电机组高温部件材料性能的提高。而对于拥有优良的高温蠕变性能、良好高温抗氧化性能以及低膨胀系数的cB2钢,则成为了 620℃超超临界火力发电机组中涡轮机壳和阀体等铸件的最佳用钢之一。对于cB2钢而言,利用回火过程中析出的m23c6相提供的第二相强化则是其最为适合、有效的强化途径。本课题以实验室熔炼铸态cB2钢为对象,研究回火工艺对cB2钢中m23c6相形态、尺寸、数量、类型和分布情况的影响规律与m23c6相的析出行为对cB2钢力学性能的影响,对正火后的实验钢分别进行了不同回火温度与不同回火时间的回火处理。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段观察m23c6相在不同回火工艺中的析出行为,借助Thermo-calc阐明回火工艺对m23c6相析出行为的影响机制,结合硬度和室温拉伸等性能测试研究cB2钢中m23c6相析出行为对性能的影响规律,并确定最佳回火温度。最终得到以下结论:(1)回火后,cB2钢的基体组织均为板条状回火马氏体;随着回火温度的升高,cB2钢的硬度与强度逐渐下降,伸长率与断面收缩率则逐渐提高;随着回火时间的增加,cB2钢的硬度整体呈下降趋势;在730℃×30min回火后,cB2钢综合性能较好:布氏硬度为230,屈服强度达到645mPa,抗拉强度达到796mPa,伸长率为16.4%,断面收缩率为57.8%。(2)当回火温度低于730℃时,m23c6相在晶界与晶粒内部均匀析出为平均尺寸约在130～150nm范围内的近球形颗粒;当回火温度高于730℃时,晶界处的部分m23c6相生长速度大于晶粒内部的m23c6相,出现了约为150nm的尺寸差;回火温度达到790℃时,晶界处m23c6相的生长速度进一步加快,基体中的碳元素多以大尺寸的m23c6相的形式在晶界处析出,成为cB2钢在拉伸时的断裂源。(3)在回火时间小于30min时,m23c6相多在晶界处呈近球状析出,而基体中的m3c相尚未完全溶解;回火30min时,m3c相完全溶解,以m23c6相的形式析出,呈尺寸约为150～200nm的颗粒弥散的分布在晶界与基体中;在回火时间大于30min时,晶界处的m23c6相在一定程度上继续长大后趋于稳定(300～400nm),与晶粒中m23c6相(150～200nm)的平均尺寸出现约160nm的差距。

关键词： cB2钢回火工艺析出行为 m23c6

coarsening of m_(23)c_6 Precipitates in an Fe-cr-c Ternary Alloy

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Journal of Iron and Steel Research(International) 2012年第9期19卷 62-67页

作者： ZHU Na-qiong , LU Li , HE Yan-lin , LI Lin , LU Xiao-gang ( Department of materials Science and Engineering , Shanghai University , Shanghai 200072 , china ) Department of materials Science and Engineering Shanghai University Shanghai China

coarsening of m23c6precipitates in an Fe-12.4cr-0.13cternary alloy has been investigated ageing at 780℃ up to 200h.Evolution of m23c6carbides at different ageing times was determined experimentally using transmission electron microscopy.Particle size distribution was obtained with different measuring methods.Simulations of coarsening of m23c6precipitates were carried out using computational thermodynamics and kinetics.Results showed low coarsening rates for m23c6precipitates in the Fe-cr-c ternary alloy.Interfacial energy of m23c6 / ferrite interface is between 0.1and 0.3J · m -2 for the coarsening of m23c6ageing at 780℃.

关键词： m23c6 coarsening PSD interfacial energy

modeling of Nucleation and Growth of m_(23)c_6 carbide in multi-component Fe-based Alloy

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Journal of materials Science & Technology 2011年第8期27卷 725-728页

作者： Naqiong Zhu Yanlin He Wenqing Liu Lin Li Shuigen Huang Jef Vleugels Omer Van der Biest Department of materials Science and Engineering Shanghai University Shanghai 200072 China Department of metallurgy and materials Engineering Katholieke Uniersiteit Leuven Kasteelpark Arenberg 44 B-3001 Heverlee Belgium

Three-dimensional atom probe （3DAP） technique has been used to study the nucleation and growth of m23c6 carbide in a supersaturated multi-component Fe-based alloy aged at 800℃. 3D images indicate that the radius of m23c6 carbide after ageing for 10 min is about 9 nm. concentration profiles of alloy elements in the carbide are also obtained. combined with PANDAT and Thermo-calc software, attempts to model the early stages of precipitation are present. The calculated particle size and composition of m23c6 carbide is in good agreement with 3DAP data.

关键词： Nucleation and growth m23c6 Three-dimensional atom probe （3DAP） modeling

5cr21mn9Ni4N（21—4N）钢中m23c6的沉淀

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冶钢科技 1993年第2期 23-27页

作者：李玉清张民勇

HR3c钢运行过热器管的脆化与晶界m_(23)c_6相参量演化的关系

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金属学报 2015年第11期51卷 1325-1332页

作者：彭志方任文杨超陈方玉刘鸿国彭芳芳梅青松武汉大学动力与机械学院武汉430072 江苏方天电力技术有限公司南京211102 武汉钢铁(集团)公司研究院检测所武汉430080 神华(福建)能源有限责任公司福州350004 东方电气集团东方锅炉股份有限公司自贡643000

研究了HR3c钢不同运行态过热器管样晶界碳化物m_(23)c_6相参量(面积分数?m_(23)c_6和等效宽度W)的变化与脆化的关系.利用ASTm E112规范奥氏体钢晶粒度评级卡片测算出各级别晶粒度(GL)对应的二维图像晶界总周长(Lgb),并拟合出两者的关系L... 详细信息

研究了HR3c钢不同运行态过热器管样晶界碳化物m_(23)c_6相参量(面积分数?m_(23)c_6和等效宽度W)的变化与脆化的关系.利用ASTm E112规范奥氏体钢晶粒度评级卡片测算出各级别晶粒度(GL)对应的二维图像晶界总周长(Lgb),并拟合出两者的关系Lgb(GL);利用各管样的扫描电镜二次电子(SEm-SE)像,得到了对应的?m_(23)c_6及W,从而建立了W与GL和?m_(23)c_6的关系(W(GL,?m_(23)c_6));再结合charpy冲击实验,获得了冲击值(aKV)与W的关系(aKV(W));此外,利用纳米压痕仪测定了晶界的弹性模量(Er).结果表明,所有管样冲击断口均呈沿晶断裂形貌;当?m_(23)c_6一定时,GL越小,W越大,其Er也越大,对应的aKV越小,即晶界脆化倾向越大.揭示了晶界m_(23)c_6片等效宽度的增大(粗化)导致脆化的实质.

关键词： HR3c钢脆化 m23c6 等效宽度 charpy冲击值

Ni-cr-W基高温合金二次m_(23)c_6析出行为

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稀有金属材料与工程 2011年第10期40卷 1737-1741页

作者：柏广海胡锐李金山钟宏寇宏超傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用差示扫描量热法(DSc)、扫描电镜(SEm)和透射电镜(TEm)系统研究了Ni-cr-W基高温合金二次m23c6的析出行为。结果表明,合金中二次m23c6的析出温度范围为648～1147℃,当温度高于1160℃时m23c6发生固溶;初生m6c在1349℃发生分解;合金在1... 详细信息

采用差示扫描量热法(DSc)、扫描电镜(SEm)和透射电镜(TEm)系统研究了Ni-cr-W基高温合金二次m23c6的析出行为。结果表明,合金中二次m23c6的析出温度范围为648～1147℃,当温度高于1160℃时m23c6发生固溶;初生m6c在1349℃发生分解;合金在1400℃时完全熔化。由于时效温度不同,合金中析出两种不同形貌的m23c6。在较低温度时(655～900℃)粗大片层状m23c6在晶界析出;在900℃以上m23c6的形貌由片层状转变为不连续颗粒状。降温速率对m23c6的析出形貌产生一定影响;同时,降温过程中晶界上不连续颗粒状m23c6的析出是导致弯曲晶界形成的主要原因。

关键词： Ni-cr-W基高温合金 DSc m23c6 析出弯曲晶界