周任远 翟国丽 朱丽慧 柯志刚 王金磊 宋 明

(1.上海大学材料科学与工程学院，上海 200444； 2.宝山钢铁股份有限公司中央研究院，上海 201900；3.中国特种设备检测研究院，北京 100029)

为进一步减少CO2排放和提高能源利用率，需提高火电站机组的蒸汽温度和压力。与奥氏体耐热钢相比，9- 12Cr马氏体耐热钢具有较低的热膨胀系数、较高的热传导系数及较低的价格，因而广泛用于超超临界火电机组过热器和再热器[1- 4]。目前，性能优异的P92和P122马氏体耐热钢的使用温度均低于620 ℃[5- 6]。蒸汽温度提高到650 ℃，需使用蠕变性能更加优异的钢种。近年来，钢铁研究总院和宝钢共同研发了一种新型G115(9Cr- 3W- 3Co- 1CuVNbB)马氏体耐热钢[7- 8]。与P92钢相比，G115钢以W代Mo并添加了Co和Cu元素，其蠕变性能和组织稳定性更好[9- 10]。

G115钢在高温使用过程中会析出Laves相、M23C6相、富铜相和MX相[6- 12]。Xiao等[12]研究了G115钢蠕变试验4 000 h后的组织和性能，发现在高温蠕变试验过程中G115钢基体的富铜相会溶解，并认为析出相的演变会影响硬度。Liu等[9]研究了G115钢时效约5 000 h后的组织，认为组织和析出相的稳定性是保证G115钢能长期使用的关键。因G115钢需长期在高温下使用，有必要进一步研究其更长时间高温蠕变试验后的组织和性能。

本文对G115钢进行了650 ℃不同时间的蠕变试验，检测了试验后钢的显微组织和硬度，特别是钢中的析出相、位错密度和马氏体板条在650 ℃长时间蠕变试验过程中的演变对硬度的影响。

1 试验材料和方法

试验用G115钢的化学成分如表1所示。热处理工艺为1 100 ℃保温1 h空冷正火和710 ℃回火3 h。……