T/P92钢时效组织与性能

采用时效拉伸试验、OM、SEM、TEM对耐热钢T/P92在650 ℃下时效不同时间后的组织与性能进行了分析。结果表明,随着时效时间的延长,力学性能主要呈下降趋势,组织中碳化物析出数量增加、尺寸略长大,碳化物类型主要为M₂₃C₆;马氏体板条的基体组织形貌在长期时效后开始分解。     

P92钢高温持久强度试验后组织变化对性能的影响

采用扫描电镜和透射电镜对国产P92钢在600℃下经持久强度试验后的显微组织进行了观察,并研究了组织变化对性能的影响．结果表明：试验1429h前硬度下降主要是由于M23C6的粗化,而后由于大量Laves相析出产生的强化作用使硬度重新上升．当试验6063h后,Laves相粗化使强化效果减弱,硬度再次下降,此时MX仍然保持细小的尺寸,具有较好的强化效果．在整个持久试验过程中,板条马氏体的回复、再结晶导致的位错强化减弱,W、Mo从基体的脱溶导致的固溶强化减弱都对硬度下降起一定作用．     

1000MW超超临界机组用P92耐热钢高温服役后的性能

对某电厂超超临界机组运行达到16000 h的新型铁素体耐热钢P92取样管段进行拉伸、冲击性能、断口特征、显微组织、扫描电镜、能谱、碳化物转移、X射线衍射、透射电镜等分析。研究结果表明,P92运行16000 h后室温抗拉强度和规定非比例延伸强度分别达703 MPa和543 MPa,依然保持在较高水平,满足ASME SA335 P92性能要求;高温(600℃)的规定非比例延伸强度值满足GB5310对10Cr9MoW2VNbBN的技术要求;冲击吸收能量在160 J以上,冲击韧性未明显降低;冲击试样的断口显示出韧性断口的宏观特征,纤维区分布着大小相对均匀的等轴韧窝,并且韧窝中存在析出相粒子;析出相主要为M23C6型碳化物,在晶界不断的集聚长大,其次为弥散分布的颗粒状MX相,即Nb,V(C,N),还含有Fe2W型Laves相,尺寸细小且相对稳定。     

P92焊条熔敷金属高温时效脆化试验研究

制备了P92焊条的全熔敷金属试样,在625℃最长时间104 h条件下进行高温时效性能试验,研究了P92焊条熔敷金属高温时效时间对冲击韧性和微观组织变化的影响。试验结果表明:P92焊条熔敷金属有明显的时效脆化倾向,时效前后组织中M23C6相和δ铁素体数量无明显变化,MX也非常稳定,104 h时效后在晶界析出了许多明亮的富W和Mo的Laves相,Laves相在晶界析出是熔敷金属高温时效脆化的主要原因。随着高温时效时间的延长,熔敷金属冲击功逐渐降低,在1 000～3 000 h之间冲击功的下降最为显著,之后随着时间延长,下降趋势变缓。     

焊后热处理温度对P92钢焊缝显微组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和力学性能测试等方法,研究了焊后热处理温度对P92钢焊缝显微组织和力学性能的影响.结果表明：热处理前P92钢焊缝硬度高、脆性大;随着焊后热处理温度的提高,P92钢焊缝的硬度降低、缺口冲击韧性升高;采用目前的常规热处理恒温时间、焊后热处理恒温温度达到746℃后,焊缝硬度和缺口冲击韧性可以达到母材的力学性能要求;造成P92钢焊缝硬度降低、缺口冲击性能提高的原因是由于板条马氏体基体向等轴亚晶转变、M23C6及MX相的脱溶析出及M23C6的聚集球化和缓慢长大造成的.     

P92钢高温蠕变损伤分析

对650℃,100 MPa条件下蠕变1546.5 h的P92钢试样进行了组织热损伤及应变损伤观察,分析了蠕变孔洞形成机理。结果表明,分布于板条间的M23C6相的粗化不明显,保持较高的数量密度,晶界上粗大的M23C6相大部分消失,导致其体积分数明显减少。在晶界上析出密集分布的的Laves相,平均等效直径为320 nm,体积分数约为2.6%。在晶界上形成了单个分布的蠕变孔洞,蠕变孔洞的形成与晶界上析出Laves相密切相关。由于Laves相分布于晶界,其沉淀强化作用不大,使基体合金元素贫化,促进蠕变孔洞的形成而降低P92的蠕变断裂强度。要进一步提高新型马氏体热强钢蠕变性能的关键是抑制Laves相在晶界的析出。     

P92钢高温低周疲劳的实验研究

由于高的热效率和简单的系统组成,超临界水堆(SCWR)被认为是第四代核反应堆的一种选择。超临界水堆的关键问题之一是核心部件尤其是燃料组件包壳的材料。这些材料在高温下的力学性能、腐蚀和应力腐蚀开裂敏感性以及抗辐射性能等对核电厂的安全运行至关重要。本文对SCWR包壳候选材料的F/M类材料P92钢进行了高温低周疲劳实验研究。实验温度为600和650℃,控制方式为总应变控制,应变范围均为±0.2%～±0.6%。实验结果表明,在两种温度下,P92钢均为循环软化材料,但未出现循环稳定现象。由于温度升高,塑性增强,P92钢在650℃下的宏观裂纹出现周次比率随应变范围的增加,下降比较平缓,且650℃下的失效寿命显著高于600℃下的失效寿命。并得到了两种温度下的稳定循环应力-塑性应变的关系以及循环失效寿命和应变的关系。     

T92钢管在650℃下蠕变断裂后的显微组织研究

采用透射电子显微镜和能谱仪分析了T92钢在650℃下分别经过140 MPa(断裂时间344.6h)、120 MPa(断裂时间1 283 h)和100 MPa(断裂时间4 383 h)蠕变断裂后的微观组织变化.研究结果表明:随着蠕变断裂时间的延长,碳化物析出数量增多、尺寸变大;蠕变过程中,在基体中有缺陷的地方常有金属间化合物Laves相析出,且它的长大速率超过碳化物和碳氮化合物,经4 383 h的蠕变断裂后,其颗粒尺寸可长大到900 nm;钢样品中的微结构发生了明显变化,大量的马氏体板条发生了变形、分解和回复,但仍有一部分马氏体板条保留了原来的形貌.     

F92阀体深孔密封面堆焊D802的研究

通过对开裂机理的分析和试验研究,使F92阀体深孔密封面堆焊D802的裂纹减少,质量稳定。产品堆焊一次合格率达到98%以上。     

P92耐热钢δ-铁素体含量的热力学计算与试验分析

 采用试验方法研究了加热温度对P92钢中δ-铁素体含量的影响。试验结果表明,在900~1200℃温度范围内,随着加热温度的升高,δ-铁素体含量先减少后增多,呈U型变化,在1050℃附近δ-铁素体含量最少。采用Thermo-Calc热力学软件计算得到了P92钢的准平衡态相图,并对上述热过程进行了相计算,计算数据与试验结果吻合。随着钢中铁素体形成元素含量增多,P92钢的准平衡态相图的奥氏体区缩小,铁素体区扩大,但处于单相奥氏体区内最低碳含量对应的温度值均在1050℃附近。准平衡态相图能够较好地解释δ-铁素体含量随温度变化的规律。