热处理工艺对AFA耐热钢组织和力学性能的影响
2021-05-14江琛琛高秋志甄云乾刘子昀姜钰娇
材料科学与工艺 2021年2期
江琛琛,高秋志,甄云乾,刘子昀,姜钰娇
(东北大学秦皇岛分校 资源与材料学院,河北 秦皇岛 066004)
近年来,随着超超临界火电机组蒸汽参数(蒸汽温度、蒸汽压力)的提高,具有优异耐高温性能的新型结构材料的开发成为制约超超临界技术发展的关键环节之一[1-2]。通过改变Al、Nb和Ni等元素的含量,对高温超细沉淀强化奥氏体钢进行组织和性能调控后,研发的新型含铝奥氏体耐热钢(AFA钢)以其优良的高温性能,成为最具应用前景的超超临界火电机组用高温结构材料。在高温复杂的服役环境中,AFA耐热钢表面可以形成连续、致密、稳定的Al2O3薄膜,能够阻止水蒸汽对内层基体材料的腐蚀。此外,在高温处理过程中,AFA钢中析出的细小的MC、Laves-Fe2Nb和B2-NiAl第二相可以有效阻碍位错的移动,显著提高其蠕变性能,并且B2-NiAl还可在高温氧化过程中为表面的氧化铝层的持续形成提供Al元素[3-8]。减小析出相的尺寸和增加其体积分数是钉扎位错,进而提高蠕变寿命的有效途径之一。研究发现,直径小于100 nm的弥散分布的Laves相和MC相的共同作用可以显著强化AFA钢[6]。
不仅析出相的种类状态,晶粒的变化也会对AFA钢的蠕变寿命和高温强度产生影响。周德强等[9]通过调整再结晶方式和时间,发现在1 200 ℃下保温2 h后,冷轧AFA钢会发生完全再结晶,使得其具有较好的塑性变形能力。刘一泽等[10]发现,AFA钢的晶粒尺寸随着再结晶处理温度升高而增大,但1 200 ℃下析出了更为细小均匀的MC相。Zhou等[11]研究了AFA钢中主要强化相随时效温度的变化,发现750 ℃下NbC为主要强化相。……
登录APP查看全文
