党浩然 丁 凯 吴贯之 高玉来

(上海大学先进凝固技术中心，上海 200444)

汽轮机是以水蒸气为动力，将蒸汽能量转化为机械功的旋转式动力机械，广泛用作火力发电厂的原动机[1]。但是传统发电机组效率较低，为提高发电效率，节约能源，蒸汽压力和温度更高的超超临界汽轮机得到了广泛应用[2- 3]。转子是汽轮机的核心部件之一，其安全可靠性对汽轮机组性能的提升起决定性作用[4]。铁素体耐热钢具有热膨胀系数低、抗疲劳性能好、抗应力腐蚀性能强及生产成本低等优点，已成为蒸汽管道、蒸汽轮机转子及叶片等关键部件的首选材料[5- 6]。

在实际工程应用中，由于金属材料多用于高温环境，除应具有优异的高温力学性能和耐高温腐蚀性能外，还需要有良好的抗氧化性能[7- 8]。Saunders等[9]研究发现，高温水蒸气加速了Ni基及Cr基合金的氧化速度。Sun等[10]研究发现，在超临界水蒸气环境中，随着温度的升高，316不锈钢的氧化程度逐渐增大，水蒸气的渗透也加剧了316不锈钢的氧化。

本文研究的材料为CB2耐热钢(9%Cr- Mo- Co- B，质量分数，下同)，属于9%～12%Cr钢的范畴，是在欧洲COST501铁素体耐热钢的基础上改良的，其特点是增加B元素并引入Co元素[11- 12]，目的是使析出相细化从而提高蠕变强度[13]。CB2钢具有优良的高温蠕变性能以及抗氧化性能，但为确保其在服役期间的稳定性，需要对该钢种在特定环境下的抗氧化性能及氧化过程中的组织演变规律进行研究。

1 试验材料与方法

试验材料为9%Cr- Mo- Co- B钢(CB2钢)，主要用于蒸汽温度为620 ℃的超超临界汽轮机组。……