T92铁素体耐热钢δ-铁素体相控制与强化机理研究

为解决能源短缺及环境污染问题，世界各国火力发电机组为提高热效率而在向超超临界压技术发展。T92钢因其优异的综合性能被作为发展超超临界电站锅炉管用关键材料，ASME标准规定其最终组织为回火马氏体，马氏体的微观结构尤其是碳氮化物的弥散强化赋予了T92钢优良的高温性能。但实际生产中T92钢组织中往往会生成相当含量的δ-铁素体，从而严重影响性能以致不能使用，此外如何优化回火马氏体的微观结构来充分提高强化效果，进而提高蒸汽使用温度是以T92钢为代表的高Cr铁素体耐热钢亟待解决的问题。本项目将致力于从成分配比、成型过程及热处理制度等方面来控制组织中δ-铁素体的生成，使其达到标准的组织要求；并通过提高其细晶强化和第二相强化效果来优化T92钢的回火马氏体组织结构，以期进一步提高其耐热温度，其中将重点关注控轧控冷工艺下具有高热稳定性的碳氮化物形成过程，进而获得细小弥散的MX型碳氮化物强化的马氏体板条组织。

T92钢为高Cr铁素体耐热钢的代表钢种，因其优异的综合性能被作为发展超超临界电站锅炉管用关键材料，ASME标准规定其最终组织为回火马氏体，这种碳氮化物弥散强化的马氏体板条组织使T92钢具有优良的高温性能。但在实际生产中T92钢组织中往往会生成相当含量的δ-铁素体，其出现破坏了组织的均匀性，从而严重影响耐热钢的高温蠕变性能以致不能使用；此外如何通过优化其组织结构来进一步提高T92钢的高温强度和蒸汽使用温度，是目前高Cr铁素体系耐热钢需要研究并解决的关键问题。本课题在系统研究T92钢微观组织形成过程及形成机理的基础上，研究了钢中δ-铁素体的析出行为，探讨了影响其形成的关键因素，并从成分配比、加工过程及热处理工艺等方面着手探究了控制及消除δ-铁素体的相应措施，稳定了T92钢最终的回火马氏体组织；形变热处理工艺的实施使T92钢马氏体板条细化，并诱导析出更多的高热稳定性的碳氮化合物，实现显著的沉淀强化效果，从而为提高高Cr铁素体耐热钢的高温性能进而提高其使用温度提供了可行途径。