超超临界锅炉用p92钢组织结构性能研究

《超超临界锅炉用p92钢组织结构性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、超超临界锅炉用P92钢组织结构性能研究学科：材料加工工程研究生签字：指导教师签字：／欠√∥℃L卜／f＼摘要P92(NF616)钢是美国上世纪九十年代在Pgl钢基础上经加钨减钼并加入微量合金元素硼改良发展而来的9％Cr系铁素体热强钢。该钢种比其他铁素体热强钢具有更强的高温强度和蠕变性能。且抗热疲劳性能强于奥氏体不锈钢。主要应用于温度超过600"0，压力超过25MPa超超临界火电站锅炉中。我国于“十五”期间开始建设自己的超超临界发电机组，并引进了P92钢作为主蒸汽管道。随着我国电力事业的发展，1'92钢

2、必将发挥更重要的作用。鉴于该钢的核心技术仍受控于国外，本文对进口的P92钢的组织结构、力学性能、断口等进行了综合评价，并对P92钢组织结构、强化机理、形变断裂等一些应用理论问题开展了研究。在组织结构与强化机理的理论认识上，本文的研究指出，经正火高温回火热处理的P92钢为回火板条马氏体组织。在Al温度以下高温回火时，板条马氏体只发生高温回复而不出现再结晶，这是合金元素Cr、W、Mo的大量固溶升高了回复与再结晶的温度，以及高温回复时释放了马氏体相交时的应变储存能，再加上高温回复时形成的位错网络的钉轧，致

3、使再结晶的驱动力不足所致。板条马氏体发生高温回复时，马氏体板条碎裂成了多个亚晶，高密度的位错规整为亚稳的位错网，析出M23C-6型和Mc型碳化物。M23C6型多以短条形在板条界和原奥氏体晶界析出，MC型则多以细针状在板条内析出从而弥散析出强化。钢的强化机理除弥散析出强化之外，更以固溶强化、马氏体强化、细晶界面强化、位错强化等复合强化使钢获得满意的热强性。为此热强性目的，钢以Cr、W、Mo实现固溶强化和马氏体强化，升高马氏体的回复与再结晶温度，提高热强性，形成碳化物M23C6实现析出强化。大量cr在基

4、体中的固溶和马氏体板条发生亚晶碎化与形成亚稳位错网的高温回复，使钢具有高内耗的独特性质，从而提高了钢的抗疲劳能力。钢中N元素的存在，保证了钢在正火的高温加热时不出现n(6)相，从而保证了钢的马氏体强化效果。热强性的研究表明，P92钢的室温强塑性优良，屈服强度口n2的平均值为502．67MPa，标准偏差j为4．23MPa；抗拉强度口。的平均值为665．OOMPa，标准偏差J为3．90MPa。P92钢的高温热强性优良，600℃时的0．2％最小保证强度达305．83Mpa以上，高温使P92钢的静力强度的屈

5、强比由室温时的0．78增大至600"12时的O．92，这有利于钢强度潜力和蠕变抗力的发挥。600"12高温使P92钢的静力均匀塑性显著减小，而局集塑性增大，因此导致伸长率减小和面缩率增大，颈缩提前。形变断裂的研究显示，横向v形缺口夏氏试样吸收的冲击总破断功仅为86．83J，纵向V形缺口夏氏试样吸收的冲击总破断功较之横向稍强，但也仅为134．13J；断口脆断面较大，裂纹扩展区分为放射扩展区和纤维扩展区，呈现微孔聚合纤维和准解理面混合断口特征。对比P91钢，V形缺口夏氏试样吸收的冲击总破断功达180J，

6、无脆断分量，断口呈现微孔聚合纤维状韧性断口特征，启裂岭区宽达2ram，前放射扩展区与后纤维扩展区合并为纤维扩展区。P92钢强韧性稍有欠缺1'92钢裂纹生长的机理是裂纹前沿和孔洞之间以剪切裂纹相连；裂纹扩展的机理分为两部分，裂纹纤维扩展区是裂纹前沿和孔洞之间以颈缩聚合相连，裂纹放射扩展区是以小解理裂纹的“解理一颈缩”方式扩展。关键词：P92钢；组织结构：强化机理：静力强塑住；动力强韧性ⅡStudyonMicrostructureandPropertiesofP92SteelsDiscipline：Ma

7、terialProcessingEngineeringstudentSignature：nⅢ9哆Superviso砖甜吁m口卜1AbstractAkindof9％Crferriticsteels,P920,球616)steel，wasdevelopedonthebasisofP91steelsinthe1990sinAmerica．Ithashighercreeprapturestrengthandcreeppropertiesthanthatofotherferriticsteel．betterc

8、orrosionresistanceandoxidationresistancethanthatofother9％Crferriticsteelandfinerthermalfatiguepropertiesthanthatofstainlesssteels．1'92steelmainlyusedintheultrasupercriticalpressureboilerover6000C／25MPa,thegoodeconomicbenefitscanbeobtain