高氮奧氏體不銹鋼的高溫蠕變行為研究.pdf

1、高氮奧氏體不銹鋼具備強(qiáng)度高、塑性和斷裂韌性好、蠕變抗性大、耐蝕性強(qiáng)、無(wú)磁等優(yōu)異性能，在軍工行業(yè)、海洋工程以及石油化工等領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著全球鎳資源短缺問(wèn)題的日益凸顯，用氮元素代替鎳元素來(lái)生產(chǎn)高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼受到各國(guó)學(xué)者及不銹鋼生產(chǎn)廠家的關(guān)注。
　　氮元素是一種廉價(jià)的合金化元素，可以在奧氏體不銹鋼中間隙固溶，使該種材料在具有高強(qiáng)度的同時(shí)、具備良好的塑性和韌性。
　　高溫蠕變性能是鋼鐵材料的重要性能之一，材料的高

2、溫蠕變性能直接反映高溫工作環(huán)境下材料的使用壽命和應(yīng)變趨勢(shì)。本論文基于我國(guó)超（超）臨界鍋爐用鋼的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，采用專利技術(shù)制備高氮奧氏體不銹鋼，前期研究數(shù)據(jù)顯示：該材料具有較高的再結(jié)晶溫度（開(kāi)始再結(jié)晶溫度980℃）、亞結(jié)構(gòu)為高密度的納米級(jí)孿晶、具有較高的熱穩(wěn)定性。本論文對(duì)該種材料的高溫蠕變特性進(jìn)行研究。
　　本論文的實(shí)驗(yàn)材料為0Cr21Mn17Mo2NbN0.83高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼，對(duì)常壓條件下冶煉的0Cr21Mn17Mo2Nb

3、N0.83高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼采取了熱軋和固溶處理，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)加工成單軸拉伸蠕變?cè)囼?yàn)試樣，在恒定溫度和恒定應(yīng)力條件下分組對(duì)試樣進(jìn)行高溫蠕變實(shí)驗(yàn)，以此研究高氮無(wú)鎳奧氏體不銹鋼的蠕變性能和溫度和應(yīng)力影響高氮鋼抗蠕變性能的機(jī)制。
　　將0Cr21Mn17Mo2NbN0.83鋼進(jìn)行1100℃熱軋和1150℃下保溫10h固溶處理后制成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)試樣，使用RPL50高溫電子蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)將0Cr21Mn17Mo2NbN0.83鋼試樣分別在溫度

4、為550℃-700℃應(yīng)力為150MPa-210MPa范圍內(nèi)進(jìn)行100h高溫蠕變實(shí)驗(yàn)，并利用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、洛氏硬度計(jì)等來(lái)分析高氮鋼試樣的力學(xué)性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。實(shí)驗(yàn)表明100h試驗(yàn)后，600℃、180MPa下Cr2N析出物開(kāi)始以細(xì)小顆粒狀析出，蠕變應(yīng)變?yōu)?.1％。700℃、180MPa下，蠕變應(yīng)變?yōu)?.45%，Cr2N析出物逐漸增多，且析出物聯(lián)接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。650℃、210MPa下，蠕變應(yīng)變?yōu)?.32%，并且析出物增多，網(wǎng)狀結(jié)