电站锅炉管用T91钢高温变形特性研究.pdfVIP

摘 要 在过去的二十年中，T91铁素体不锈钢 (9Cr-1Mo-V-Nb-N)已广 泛地使用于核电、火电机组的高温运行设备。 与奥氏体不锈钢相比，这种铁素体不锈钢在 6000C高温下所具有 的抗蠕变断裂强度几乎与奥氏体不锈钢相同。它具有更高的热传导性 和更小的热膨胀性，因此在温度变化时产生较小的热应力。 从室温到 625*C，它的抗拉强度和蠕变断裂强度超过了其它铁素 体钢，加上诸如耐腐蚀性、焊接性、成型性、机械特性等优异性能， 使之成为高温运行设备的首选材料。 T91钢在西方发达国家己有十余年的生产、使用历史。遗憾的是， 与此相关的研究在中国还没有真正开始。我国超临界机组的关键部件 (如高压锅炉管等)仍然依赖进口。为了改变这个局面，本文针对T91 钢的高温变形特性作了一些基础性研究。 本研究中采用热压缩法，利用 Gleeble-1500热力模拟试验机，对 T91钢从9000C至 12500C.变形速率从0.01s-至‘10s-的‘高温再结 晶行为进行了研究。得出再结晶临界变形条件，并绘出再结晶图。 T91钢的变形抗力数学模型，并作 若使用Marquardt回归方法得当丁9少 出塑性 图。在该模型中，研究于变}lr 、变形速率和变形程度对变 形抗力的影响，考虑了变形温度与变形速率的联合作用，模型简单实 用，结构如下: (a,+h}rir}) GT=G6,一〔iT‘iTa+b}才}#I lEo少 `}o少 式中 叮一变形抗力;GTo一变形抗力墓值;T一变形温度;e一变 形速率; 一‘变形程度;b,一bs一回归系数。 该模型的相关系数达到 9.50/a，在a二。.Ol的水平上是显著的，因 而变形抗力模型是可靠的。 通过实验研究，可得出以下结论; (1)在温度低于 10000C时，T91钢塑性随加热温度升高呈上升趋势， 1一— -一 / 1 厂而在。500C-10500。之间出现了一个塑性低谷，在，1000C 、12000C之间，其塑性最佳，温度超过 12000C后，塑性呈下降 趋势。随着变形速率的增加，T91钢呈塑性降低趋势。 (2)T91钢的再结晶温度下限大约为 10000C。随着变形温度的提高， 道次间隙亚动态再结晶速度加快并提前;变形程度越大，亚动态 再结晶进行得越快;随着变形速率的提高，加快了亚动态再结晶; 初始奥氏体晶粒尺寸对亚动态再结晶影响很小。 (3)当变形程度很小时，晶粒的大小变化很小，当变形程度达到临 界值时，发生再结晶并长大。当变形程度超过临界值以后，随着 变形程度的增加，再结晶后的晶粒变细;在相同变形程度下，超 过再结晶温度 (10000C)时，晶粒随着温度的升高而长大。 (4)推算出T91钢扩散激活能:Q=344,2K7/Mol 回归得出峰值应力与变形温度、变形速率之间的关系方程: CSF”17.251ne+7.141、10`/T一470.51 推导得到临界应变与变形温度、变形速率之间的关系方程: Ine。二0.0333Inh+1,379x103IT一2.923 通过该再结晶模型可以表示峰值应力v，和临界应变61与变形温 度T (10000C)、变形速率a (O.ols-los)及Z参数的函数 关系·行二 关健词 铁素体不锈钢 高温塑性 变形抗力 回 复 晶粒尺寸 再结晶 ~妇 2