马氏体钢中δ铁素体的表征及影响

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1、CFHITECHNOLOGY10.3969/j.issn.1673-3355.2011.02.010马氏体钢中啄-铁素体的表征及影响1赵美兰摘要：利用冲击试验机、维氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析技术研究工业生产大型锻件马氏体耐热钢中的啄-铁素体含量以及啄-铁素体对冲击性能的影响。研究表明：啄-铁素体是一种富W、Mo、Cr和V且贫Mn相，接近水口端比冒口端含量高，它的存在是造成马氏体耐热钢冲击韧性低的主要原因。可通过控制铁素体形成元素到最低限和奥氏体形成元素到最高限，抑制啄-铁素体的析出，获得完全马氏体组织及良好的综合力学性能。关键词：马氏体耐热

2、钢；啄-铁素体；Creq；冲击性能中图分类号：TG115文献标识码：B文章编号：1673-3355（2011）02-0010-05Characteristicsof啄-FerriteandItsEffectonImpactPropertyinMartensiticHeatResistantSteelZhaoMeilanAbstract:Althoughsuchsteelnormallyhaveafullymartensiticmicrostructure,theyaresusceptibletotheformationof啄-ferrite.啄-ferr

3、iteanditseffectonimpactpropertyinlarge-scalemartensiticheatresistantsteelwereresearchedviaimpacttest,Vickershardnesstest,opticalmicroscope,SEMandEDS.Theresultsindicatedthat,啄-ferritewasW,Mo,CrandV-enrichedbutpoor-Mnphase,andtherewasmore啄-ferriteinwaterslotthanthatinfeederhead.Its

4、existenceledtoextremelylowimpacttoughness.Afullymartensiticmicrostructureandexcellentgeneralmechanicalpropertycouldbeachievedthroughcontrollingtheaustenitic-formationelementstolowerlimitandferrite-formationelementstoupperlimit.Keywords:martensiticheatresistantsteel;啄-ferrite;Creq

5、uivalent;impacttoughness新型9%~12%Cr马氏体钢是超临界电站机组则认为，只有当其超过1%时才会具有较大的影响，中应用最多的一类材料，被广泛应用于锅炉和汽轮否则几乎不产生影响，甚至可以略微提高冲击韧机的许多部件，包括锅炉管、连箱、管道、汽缸、性。以上研究工作仅限于实验室用小型钢锭，而针[1~2]叶片和转子等。为了保证火电机组在长期服役对工业生产大型锻件马氏体耐热钢中啄-铁素体的过程中的安全，除对材料低周疲劳性能、蠕变强度表征及其对冲击性能影响的研究还未见报道。和应力腐蚀敏感性等有严格要求外，对冲击韧性也本研究利用金相显微镜、扫描

6、电镜和能谱分析有明确规定。技术对工业生产大型锻件马氏体耐热钢中的啄-铁为了获得良好的综合性能，在9%~12%Cr钢素体进行表征，得出针对一种特定成分下马氏体耐中添加的合金元素较多，使得奥氏体化温度区间变热钢中啄-铁素体的含量。利用冲击试验机、维氏宽，奥氏体单相区减小，铁素体转变温度降低，导硬度计、扫描电镜和能谱分析技术研究啄-铁素体[3~6]致在大型铸锻件的生产过程中极易生成啄-铁素体。对冲击性能的影响，为工业生产的工艺控制与改进而通常认为啄-铁素体是降低合金的强韧性的主要提供理论依据。原因。因此在进行冶炼过程中，应尽量避免啄-铁素体的生成[7,8]。T

7、chizhik[9]等指出钢的断裂韧性1实验方法与啄-铁素体的体积分数成反比，并且提出钢中啄-（1）从经氧化法电炉冶炼，锻造，粗加工成型[10]铁素体体积分数不宜超过3%。但是Anderko等1.中国第一重型机械集团天津重型装备工程研究有限公司助理工程师，天津300457312011年第2期（总140期）yz.js@cfhi.comCFHI万方数据一重技术及性能热处理后的锻件上，在接近水口端和冒口端（4）采用Quata400环境扫描电镜及Genesis能部位分别套取尺寸为覫18mm伊160mm的料棒，检谱仪对冲断后的试样进行金相组织分析、观察断验其水口端

8、和冒口端主要化学成分（见表1）；口，分析啄-铁素体与冲击功之间的关系。表1接近水