目前,最先進(jìn)的商用超超臨界電站用馬氏體耐熱鋼P(yáng)92的極限使用溫度為628℃。為推進(jìn)先進(jìn)超超臨界電站建設(shè)、提高發(fā)電效率、降低煤耗,鋼鐵研究總院自主研發(fā)了新型馬氏體耐熱鋼G115,使其極限服役溫度突破至650℃,具有重大的工程意義。相比現(xiàn)有9-12%Cr馬氏體鋼,G115鋼通過添加1.0%的沉淀析出型元素Cu,獲得了持久強(qiáng)度的較大提升。然而,由于G115鋼中析出相復(fù)雜、制樣時Cu的優(yōu)先腐蝕等問題使得Cu析出相表征困難,鋼中Cu的存在形式、分布狀態(tài)及作用機(jī)制等尚不清楚,阻礙了該材料強(qiáng)化機(jī)制的揭示與性能的進(jìn)一步提升。因此,亟需開發(fā)新的分析方法應(yīng)用于G115鋼中Cu的表征,并據(jù)此深入研究G115鋼中Cu的成分-組織結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性。本文主要研究內(nèi)容,如下所述:一)G115鋼中Cu的跨尺度篩查表征以時效態(tài)G115鋼為研究對象,本文提出了一種從宏觀至微觀逐級篩選特征區(qū)域、特征單元的跨尺度分布分析方法,并將其應(yīng)用于Cu的篩查表征。基于含Cu特征單元的電子衍射及能譜分析,首次發(fā)現(xiàn)G115鋼中形成了FCC結(jié)構(gòu)的富Cu相,其含Cu量大于90%。基于多視場的統(tǒng)計分析,研究了富Cu相的分布狀態(tài):富Cu相沿板條界...

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 9-12%Cr馬氏體耐熱鋼的發(fā)展歷程
    1.3 9-12%Cr馬氏體耐熱鋼的強(qiáng)化機(jī)理
        1.3.1 固溶強(qiáng)化
        1.3.2 析出強(qiáng)化
        1.3.3 位錯強(qiáng)化
        1.3.4 晶界及亞晶界強(qiáng)化
    1.4 G115鋼的成分設(shè)計
    1.5 Cu在鋼中的作用
        1.5.1 Cu在耐候鋼中的作用
        1.5.2 Cu在高強(qiáng)度低合金鋼中的作用
        1.5.3 Cu在抗菌不銹鋼中的作用
        1.5.4 Cu在耐熱鋼中的作用
    1.6 Cu的表征手段
        1.6.1 現(xiàn)代透射電子顯微鏡
        1.6.2 原子探針層析技術(shù)
        1.6.3 小角中子散射技術(shù)
        1.6.4 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜
    1.7 材料基因組計劃簡介
    1.8 高通量統(tǒng)計映射表征技術(shù)
    1.9 本文研究目的及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備
        2.2.1 理論計算
        2.2.2 熱處理及等溫時效實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 成分分布分析
        2.2.4 組織結(jié)構(gòu)表征
        2.2.5 性能測試
        2.2.6 其它試驗(yàn)方法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 G115鋼中Cu的跨尺度篩查表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 G115鋼中Cu的跨尺度篩查表征
        3.3.2 G115鋼中Cu的分布狀態(tài)
        3.3.3 G115鋼中Cu的跨尺度映射模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于Thermo-Calc的Cu含量影響規(guī)律理論計算
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同Cu含量G115鋼平衡相圖及相組成
        4.3.2 Cu含量對G115鋼中α→γ基體相變的影響規(guī)律
        4.3.3 Cu含量對G115鋼中析出相的影響規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同Cu含量G115鋼的熱處理工藝研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 不同Cu含量G115鋼相變點(diǎn)測試
        5.3.2 不同Cu含量G115鋼熱處理工藝優(yōu)化
        5.3.3 G115鋼熱處理過程中Cu的成分-組織結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性
    5.4 本章小結(jié)
第六章 時效過程中Cu的析出行為及其成分-組織結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 時效過程中Cu的演變趨勢
        6.3.2 不同Cu含量G115鋼中Cu的析出行為
        6.3.3 G115鋼時效過程中Cu的成分-組織結(jié)構(gòu)-性能相關(guān)性研究
    6.4 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)
創(chuàng)新點(diǎn)
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)及主要成果
致謝



本文編號：3996767