摘要
当今社会对电能的需求量日益增加，而火力发电一直是最主要的发电方式，但火力发电面对着日益严重的环境污染和能源紧缺问题，这就需要提高其发电效率，而提高火电机组的蒸汽参数是提高发电效率最有效的途径之一。但提高蒸汽参数就对机组用钢提出了更高的要求。Sanicro25钢作为一种新型奥氏体耐热钢，具有良好的抗蒸汽氧化腐蚀性能、较高的高温持久强度以及优越的机械加工性能，成为了700℃级超超临界机组候选材料之一。目前Sanicro25钢在国内外服役时间较短，且在实验过程中表现出冲击韧性随时效时间严重降低的现象，这将成为超超临界机组运行的安全隐患。而该钢在高温下产生的性能变化(如韧性下降等)的原因必然与其高温过程中的微观组织(如析出行为等)变化有关。所以关于该钢在高温条件下的析出行为以及析出行为的变化与性能变化之间关系的研究对Sanicro25钢在超超临界机组中服役的安全性具有重要意义。 本文利用电化学萃取实验得到的析出相粉末对Sanicro25钢的第二相尺寸及种类进行了研究，借助光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等实验设备对Sanicro25钢的第二相形貌及位置分布进行了分析。将供货态Sanicro25钢管材进行了冷变形处理，并结合Sanicro25钢变形处理后的固溶处理样品研究了变形及热处理对其析出行为的影响，进而分析了因析出行为改变而产生的力学性能变化。 研究结果表明：在时效过程中，Sanicro25钢冷变形样品和未变形样品在晶界和晶内第二相的数量和尺寸均不断增加，冷变形样品第二相在晶界处的宽度较未变形样品的晶界析出相宽度小，并且晶界析出相的宽度随变形量的增加逐渐变小；在时效过程中，Sanicro25钢冷变形样品和未变形样品均会析出M23C6、NbCrN和Laves相，冷变形后析出第二相粉末的粒径大大增加，额外析出了一种呈聚集态的富Cr和W的粗大析出相，成分与σ相相近；Sanicro25钢中尺寸较大的富Nb相及NbCrN相会降低材料内部的结合力，有利于裂纹的萌生和扩展；第二相强化效果的作用使Sanicro25钢在时效过程中硬度逐渐增大；对材料进行冷变形处理后，加工硬化效果使其硬度大幅提高，冷变形材料在时效过程中的硬度会受两方面的影响：第二相强化作用产生的硬化效果和加工硬化作用在高温下的消除产生的软化效果，进行冷变形的样品在长时高温时效后的硬度比未变形样品时效后的硬度高，高硬度会在一定程度上影响材料的冲击韧性；Sanicro25钢冷变形的样品时效后冲击韧性得到一定的改善，冲击断口由沿晶断裂转变为混合断裂方式，而通过固溶处理随炉冷却使晶界弯曲的方式不能改变断裂方式，也不能改善冲击韧性，即改变断裂方式有利于改善冲击脆性。
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