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度高、塑性和斷裂韌性好、蠕變抗性大、耐蝕性強、無磁等優(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題的日益凸顯，用氮元素代替鎳元素來生產(chǎn)高氮無鎳奧氏體不銹鋼受到各國學(xué)者及不銹鋼生產(chǎn)廠家的關(guān)注。
　　氮元素是一種廉價的合金化元素，可以在奧氏體不銹鋼中間隙固溶，使該種材料在具有高強度的同時、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。本論文基于我國超（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（開始再結(jié)晶溫度980℃）、亞結(jié)構(gòu)為高密度的納米級孿晶、具有較高的熱穩(wěn)定性。本論文對該種材料的高溫蠕變特性進行研究。
　　本論文的實驗材料為0Cr21Mn17Mo2NbN0.83高氮無鎳奧氏體不銹鋼，對常壓條件下冶煉的0Cr21Mn17Mo2Nb

3、N0.83高氮無鎳奧氏體不銹鋼采取了熱軋和固溶處理，采用國家標準加工成單軸拉伸蠕變試驗試樣，在恒定溫度和恒定應(yīng)力條件下分組對試樣進行高溫蠕變實驗，以此研究高氮無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制。
　　將0Cr21Mn17Mo2NbN0.83鋼進行1100℃熱軋和1150℃下保溫10h固溶處理后制成國家標準試樣，使用RPL50高溫電子蠕變疲勞試驗機將0Cr21Mn17Mo2NbN0.83鋼試樣分別在溫度

4、為550℃-700℃應(yīng)力為150MPa-210MPa范圍內(nèi)進行100h高溫蠕變實驗，并利用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、洛氏硬度計等來分析高氮鋼試樣的力學(xué)性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。實驗表明100h試驗后，600℃、180MPa下Cr2N析出物開始以細小顆粒狀析出，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)