低溫葉輪用9Ni鋼熱處理與組織性能的研究.pdf

1、9Ni鋼作為一種性能優(yōu)異的低溫鋼，廣泛應(yīng)用于液化天然氣低溫儲(chǔ)罐板材，而在鍛件上的應(yīng)用相對(duì)較少。9Ni鋼在鍛件上的應(yīng)用，對(duì)其強(qiáng)度和低溫韌性都提出了較高的要求。本文利用熱膨脹儀、X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）等對(duì)低溫葉輪用9Ni鋼鍛件的熱處理工藝與組織性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。目前少量涉及到9Ni鋼強(qiáng)度的研究，多停留在測(cè)試不同熱處理工藝下材料的強(qiáng)度層面上，沒(méi)有對(duì)其中深層次的微觀機(jī)制進(jìn)行解釋?zhuān)疚牟捎猛捷椛湓挥^察的方法解釋了在

2、一定的熱處理工藝下9Ni鋼屈服強(qiáng)度隨回火溫度升高先降后升的現(xiàn)象。論文主要內(nèi)容如下：
　　1.9Ni鋼相組成及相變特征?；赥hermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件計(jì)算了9Ni鋼的相組成、合金元素對(duì)相組成的影響，為制定9Ni鋼成分內(nèi)控范圍和熱處理工藝奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為該材料鍛造溫度選擇提供參考。計(jì)算結(jié)果顯示，C含量從0.0008％增加至0.14%，Ni含量在7%~11%之間變化時(shí)，9Ni鋼相組成保持不變。測(cè)量了9Ni鋼平衡相變點(diǎn)，分析了

3、不同冷卻速度下9Ni鋼的形貌特征，結(jié)果表明隨著淬火冷速增加，組織逐漸由貝氏體向馬氏體變化。
　　2.9Ni鋼兩相區(qū)熱處理工藝及逆轉(zhuǎn)奧氏體的穩(wěn)定性。研究了熱處理工藝參數(shù)對(duì)9Ni鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響，結(jié)合低溫葉輪用鋼的性能要求，制定了合理的熱處理工藝：780℃水淬+680℃爐冷+580℃水淬。經(jīng)兩相區(qū)處理后降低了9Ni鋼的Ac1轉(zhuǎn)變溫度，影響后續(xù)回火處理后逆轉(zhuǎn)奧氏體的含量。經(jīng)過(guò)“淬火+兩相區(qū)處理+回火”工藝處理試樣中的逆轉(zhuǎn)奧氏體

4、在深冷至-150℃過(guò)程中僅有極少量發(fā)生了失穩(wěn)轉(zhuǎn)變，深冷處理后不需要進(jìn)行回火處理；而經(jīng)過(guò)“淬火+回火”工藝處理的試樣中逆轉(zhuǎn)奧氏體發(fā)生失穩(wěn)轉(zhuǎn)變的量較大。
　　3.9Ni鋼拉伸性能的同步輻射高能X射線(xiàn)原位研究。為研究逆轉(zhuǎn)奧氏體對(duì)9Ni鋼強(qiáng)度的影響，選取780℃保溫1小時(shí)水冷+680℃保溫0.5小時(shí)爐冷+580℃保溫1小時(shí)水冷的試樣在上海同步輻射光源BL14B線(xiàn)站進(jìn)行了同步輻射原位拉伸試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)奧氏體在拉伸變形過(guò)程中發(fā)生形變誘導(dǎo)馬氏體