大锻件12%cr超超临界转子钢铸态热变形行为的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文大锻件12%Cr超超临界转子钢铸态热变形行为的研究硕士研究生：马晓然学号：0110509044导师：李建国副导师：申请学位：工学硕士学科：材料科学与工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterHOTDEFORMATIONBEHAVIOROFAS-CAST12%CRULTRA-SUPER-CRITICALROTORSTEELCandidate：MaXiao

2、ranStudentID:0110509044Supervisor：LiJianguoAssistantSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMaterialScience&Speciality：EngineeringSchoolofMaterialsScienceAffiliation：andEngineeringDateofDefence：Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学

3、硕士学位论文中英文摘要大锻件12%Cr超超临界转子钢铸态热变形行为的研究摘要为了提高火力发电的效率，减少二氧化碳排放以及履行保护环境和节约能源的义务，许多发达国家都大力发展具有高容量和高效率的超临界、超超临界发电机设备。近年来，由于优良的综合性能，12%Cr马氏体不锈钢被广泛用于超超临界的发电机组上。然而，由于该钢种合金含量高，工艺过程复杂，工艺参数变量多，使材料的热加工性大大降低，通常会产生晶粒粗化、混晶（晶粒尺寸相差3个晶粒等级以上）甚至开裂等问题，严重地影响发电设备相关部件的可靠性和服役寿命。本文采用真空感应熔炼方法，设计不同的预

4、热温度、过热温度和浇注温度等铸造参数，在获得具有代表性铸态微观组织试样的基础上，利用Gleeble单向压缩实验，研究了变形温度和应变速率对12%Cr钢热变形行为的影响。通过光学显微镜（OM）、扫描电镜(SEM)、和电子衍射（EBSD）等微观组织分析，结合动态材料模型（DMM）建立了12%Cr钢热加工图和动态再结晶（DRX）晶粒模型，详细地研究了铸态组织及工艺条件对12%Cr钢热变形行为和微观组织变化规律I上海交通大学硕士学位论文中英文摘要的影响，得到以下主要结论：（1）根据流变应力、形变温度和形变速率的相关性，计算得出铸态12%Cr钢热

5、变形激活能为477.73kJ/mol，利用线性回归方法构建了热变形本构数学方程；（2）建立了DRX晶粒模型，揭示DRX晶粒尺寸与变形条件（形变温度、速率）之间的关系。热变形后的晶粒尺寸和DRX的体积分数伴随着形变温度的升高和形变速率的降低而呈增大的趋势；（3）借助动态材料模型，绘制了热加工图。铸态12%Cr马氏体不-1锈钢的安全加工参数为：温度1050~1200°C，形变速率0.001~1s。在-1高应变速率区域时（10s），材料易出现流变失稳，微观组织表现为局部变形带、“项链组织”和相界处的微孔。由此说明在该区域内的变形为不均匀塑性变

6、形，在热变形阶段应予以避免；（4）12%Cr钢的铸态组织晶粒形态和尺寸以及第二相（高温铁素体）含量与形态对热变形微观组织演变有重要影响。铸态晶粒尺寸越小，DRX体积分数越大，变形后组织也越细小；第二相的含量越多，再结晶潜在形核位置点越多，越利于动态再结晶，得到的微观组织越细小均匀。关键词：超超临界转子钢，热变形行为，微观组织，热加工图II上海交通大学硕士学位论文中英文摘要HOTDEFORMATIONBEHAVIOROFAS-CAST12%CRULTRA-SUPER-CRITICALROTORSTEELABSTRACTForthepurp

7、oseofimprovingthethermalefficiencyofcoal-firedpowerplants,reducingtheCO2emissionaswellasfulfillingtherequirementofprotectingtheenvironmentandsavingenergysources,manydevelopedcountriesarevigorouslydevelopingultra-super-critical(USC)generatorsetswithhighcapacityandhigheffi

8、ciency.Recently12%Crmartensiticstainlesssteelhasbeenwidelyusedasultra–super–criticalgeneratorsetsduetoi