王群娣

(太原重工股份有限公司轮轴分公司，山西030024)

为解决电力短缺、环境污染严重等问题及提高能源利用率[1]，国家近几年致力于发展超超临界发电设备。超超临界汽轮机的大型高压转子通常重约几十吨甚至几百吨，工作部分蒸汽温度达到600℃以上、蒸汽压力达到30 MPa以上，同时还要高速旋转，因此对材料性能的要求极高。X12CrMoWVNbN10-1-1钢是近年来广泛用于制造超超临界汽轮机组中高压转子的一种耐热钢[2～5]。

由于低碳不锈钢在热加工及热处理过程中容易出现δ铁素体的析出现象，对转子的力学性能产生较大的影响[6]，因此研究X12CrMoWVNbN10-1-1钢δ铁素体产生与消除的规律对生产有极大的指导意义。本文利用试验并结合金相组织、冲击性能测试和SEM扫描等手段进行分析，研究了δ铁素体在不同加热温度、保温时间条件下析出的规律。

1 试验方案

1.1 试验样品

试验所用材料取自锻后转子，大小为100 mm×100 mm×600 mm。化学成分如表1所示。

1.2 试验方法

热处理试验。在箱式加热炉中，加热温度为1 000～1 200℃，间隔20℃，保温时间分别为2 h、5 h、10 h，空冷至室温，使用金相显微镜分析所有试样的显微组织。

冲击试验及SEM分析。加热温度为1 000～1 250℃，间隔50℃，保温5 h后空冷。按照GB/T 229-1994[7]标准制作标准试样并在摆锤式冲击试验机上进行冲击试验。冲击完后使用SEM进行观察扫描其断口形貌。

表1 试验钢的化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of the tested steel(mass fraction,%)

(a)1000℃ (b)1080℃

(c)1100℃ (d)1200℃图1 X12CrMoWVNbN10-1-1钢不同温度保温时δ铁素体析出情况(50×)Figure 1 The situations of δ ferrite precipitated from X12CrMoWVNbN10-1-1 Steel when holding under different temperatures(50×)

表2 δ铁素体在不同温度保温2 h时的析出量(质量分数，%)Table 2 The amount of δ ferrite precipitation when holding for two hours under different temperatures(mass fraction, %)

2 试验结果及分析

2.1 显微组织分析

图1为X12CrMoWVNbN10-1-1钢分别在1 000℃、1 080℃、1 100℃、1 200℃保温2 h的金相照片。……