超超臨界鍋爐用奧氏體耐熱鋼熱變形行為研究.pdf

1、HR3C和super304H奧氏體耐熱鋼因其高溫下蠕變斷裂強(qiáng)度高、抗蒸汽氧化和抗煙氣腐蝕性能優(yōu)異，成為超臨界(SC)和超超臨界(USC)火力發(fā)電機(jī)組的首選材料。目前，我國(guó)HR3C和super304H的生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外相比仍有較大差距，實(shí)際軋制過(guò)程中存在開(kāi)裂、組織不均勻等材料缺陷，影響產(chǎn)品的成材率和質(zhì)量。解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于控制熱加工工藝以求獲得均勻細(xì)小的再結(jié)晶組織，從而改善使用性能。研究HR3C和super304H的高溫塑性變形行為，對(duì)優(yōu)化

2、熱加工參數(shù)，把握變形過(guò)程中組織演變，提高材料的綜合性能具有顯著的實(shí)際意義。
　　本文中作者利用Gleeble1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)HR3C和super304H兩種奧氏體耐熱鋼進(jìn)行等溫單道次熱壓縮試驗(yàn)，得到了HR3C和super304H在不同變形條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，結(jié)合變形組織觀察，研究了變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力及組織演變的影響;最后采用動(dòng)態(tài)材料模型(DMM)分別構(gòu)建并分析了HR3C和super304H的加工圖，得到如下

3、結(jié)論:
　　(1) HR3C和super304H奧氏體耐熱鋼在高溫塑性變形過(guò)程中，應(yīng)力-應(yīng)變曲線都遵循一定的特征:變形初期，位錯(cuò)密度增加，加工硬化占主導(dǎo)，流變應(yīng)力增大;隨著變形程度的增加，動(dòng)態(tài)軟化作用開(kāi)始逐漸增強(qiáng)，與加工硬化作用相當(dāng)時(shí)，應(yīng)力達(dá)到最大值;隨著進(jìn)一步的變形，動(dòng)態(tài)軟化作用強(qiáng)于加工硬化，應(yīng)力逐漸降低趨于穩(wěn)定，此時(shí)動(dòng)態(tài)軟化作用和加工硬化處于動(dòng)態(tài)平衡。
　　(2) HR3C和super304H的流變應(yīng)力均隨應(yīng)變速率的提高

4、而增大，隨變形溫度的升高而降低;應(yīng)變速率、變形溫度對(duì)峰值應(yīng)力的影響都可用Arrhenius雙曲正弦關(guān)系來(lái)描述。
　　(3)應(yīng)變速率、變形溫度對(duì)HR3C和super304H動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織均產(chǎn)生一定影響:變形溫度的升高，應(yīng)變速率的降低促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形核和長(zhǎng)大，即高溫和低應(yīng)變速率下動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行程度比較充分，晶粒尺寸較大。
　　(4)溫度范圍950～1250℃，應(yīng)變速率范圍0.001～1.0s-1內(nèi)，HR3C奧氏體耐熱鋼的熱變形

5、方程為(ε)=8.79×1018×[sinh(0.0091σp)]5.11exp(-558×103/RT)
　　峰值應(yīng)力可用Z參數(shù)表示:σp=109.89ln{（Z/A）0.196+[（Z/A）0.391+1]1/2}
　　(5)溫度范圍850～1250℃，應(yīng)變速率范圍0.01～1.0s-1內(nèi)，super304H奧氏體耐熱鋼熱變形方程為(ε)=3.62×1017×[sinh(0.0070σp)]4.78exp(-482×10

6、3/RT)
　　峰值應(yīng)力可用Z參數(shù)表示:σp=142.85ln{（Z/A）0.209+[（Z/A）0.418+1]1/2}
　　(6)分別對(duì)HR3C和super304H的加工圖進(jìn)行分析，并結(jié)合組織演變發(fā)現(xiàn):在研究范圍內(nèi)，HR3C奧氏體耐熱鋼的最佳工藝參數(shù)范圍是變形溫度1180～1250℃，應(yīng)變速率0.1～1.0 s-1及變形溫度1100～1180℃，應(yīng)變速率0.007～0.03s-1;super304H奧氏體耐熱鋼的最佳工藝