P91材料高溫流動性與晶粒組織演化模型的研究.pdf

1、為了尋求能很好在高溫惡劣環(huán)境下工作的耐熱鋼,研究學(xué)者們研制出不同化學(xué)成分的耐熱鋼,其中性能較好的當(dāng)屬P91/T91耐熱合金鋼,它是高溫部件首選材料。P91耐熱合金鋼主要用于鍋爐厚壁長管件以及蒸汽管道、汽輪轉(zhuǎn)子等耐高溫場所。國外已成功大批量生產(chǎn)P9l大口徑厚壁管,而我國在這一方面研究甚少,生產(chǎn)此類鋼管的能力不足。因而有必要對P91材料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及微觀組織演化規(guī)律進(jìn)行研究,掌握其高溫下的變形規(guī)律,為實際垂直擠壓生產(chǎn)大口徑厚壁長管件提供理論

2、依據(jù)。
　　 本文對P91耐熱鋼利用熱模擬試驗機(jī)GLEEBLE-3500進(jìn)行單項熱壓縮實驗,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到了P91的高溫流動應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并進(jìn)行了金相實驗,分析實驗數(shù)據(jù)以及金相實驗結(jié)果,將該流動應(yīng)力-應(yīng)變曲線作為數(shù)值模擬中材料的基礎(chǔ)參數(shù)。分析實驗數(shù)據(jù),總結(jié)出,在高溫低應(yīng)變速率下,P91耐熱鋼越容易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。將熱模擬實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,線性回歸分析得到了P91材料的高溫動態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型。
　　 對P91材

3、料進(jìn)行晶粒長大實驗,通過金相實驗以及晶粒尺寸的評定,得到了不同溫度不同保溫下的晶粒長大數(shù)據(jù)。對晶粒長大實驗得到的晶粒尺寸統(tǒng)計回歸,得到了P91材料的高溫晶粒長大數(shù)學(xué)模型公式。
　　 在有限元分析軟件Deform中建立P91合金鋼材料模型,導(dǎo)入其動態(tài)再結(jié)晶以及晶粒長大數(shù)學(xué)公式,模擬單項熱壓縮實驗以及熱擠壓厚壁管的縮比實驗。檢驗再結(jié)晶以及晶粒長大數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性,同時得到了在不同擠壓比下,平均晶粒尺寸的長大規(guī)律,即大的擠壓比能夠使組