不同热处理工艺对X12CrMoWVNbN10组织和性能的影响(2)

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在超超临界发电机组发展的过程中，由于经济和技术方面的原因，美国和德国的单位只能减少操作参数，如美国MOS，只能在32.4MPa，605℃的低参数运行。在操作中出现的问题多是因为原材料。因为材料的水平科技有限，受热处是奥氏体耐热钢，但奥氏体钢的低导热系数和热膨胀系数会引起热应力和疲劳裂纹。考虑到施工成本和可用性，并将新的单元参数返回到次临界参数。直到第二十世纪，中70年代的能源危机和燃料价格的上升，这使得人们重新思考高参数发电技术，这为美国的一系列发展做出了贡献，超临界和超超临界发电技术合作研发项目。

我们可以看到，耐热材料是十分重要的，为了让高性能的单位的运行和稳定的运作，研发耐热材料的性能和工艺为最主要内容，目前材料的技术和基础已经研究形成。但是，超超临界汽轮机的大型高压转子通常质量惊人，约几十吨，蒸汽的压力更要达到30MPa以上。在同一时间，它也以高速旋转的方式运行。因此，对耐热钢的性能要求极高。在X10CrMoVNb9-1添加W，形成铁素体耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1。汽轮机中，X12CrMoWV、X12CrMoWVNbN10-1-1钢是两种经常使用的耐热钢，它们具有的优点有：优秀的高温蠕变性能、热疲劳性能与疲劳周期低等。因为X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢中Cr的质量分数约为12%，在高温下会形成铁素体，严重影响X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的力学性能。因此，在热处理工艺中应消除所有的铁素体。而长时间保温法消耗时间长，浪费能源太多，不能应用在实际生产。因此，研究完善热处理工艺的意义十分重大。

1.3国内外X12CrMoWVNbN10-1-1研究概况

1.4 X12CrMoWVNbN10-1-1的种类及优点

X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢应用于汽轮机转子、汽轮机叶片、汽轮机缸体和汽轮机阀体，材质性能要求包括：低疲劳周期和优秀蠕变强度，对于应力腐蚀敏感性要求低等等的重要性质。

普通的12%Cr 耐热钢只能应用在566℃以下的汽轮机转子锻件，才能提供足够的韧性和热疲劳性能和强度。英国的12Cr0.5MoVNbN钢是一种用于开发其他耐热钢的基础组件。在第二十世纪50年代的美国通过降低Nb含量降低固溶温度和保证韧性，并通过降低Cr含量抑制铁素体的出现，导致出现10.5CrMoVNbN（GE），可调钢。还在12CrMoV钢的基础上开发的含钨铬转子钢，X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢和10CrMoV钢完全没有可比性。在第二十世纪70年代日本开发的593℃级12CrMoVNb。12CrMoVNbWN系列钢应用于620℃水平；高合金含量的12CrMoVNbW系列TR1200钢和12CrMoVNbW系列用于温度630℃的转子，这都已被用于日本的超临界机组。

欧洲在未来开发9.5CrMoVNb, 10.5CrMovVNbWN和10.2CrMoVNbN,一系列的转子钢，这些钢锻件的原型已经习惯了分析和瞬态和持久的机械性能测试，其中部分已经被应用到超超临界机组。除了X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢，日本还开发了9.5CrMoVNbN（TOS 301）钢和9.5Cr0.5Mo2WVNbN使用（TOS 302）和9.5Cr0.5Mo2WVNbNb3.0（TOS 303）在较高的温度下。欧洲还开发了两种钢铸件，G—X12CrMoWVNbN9-1和G-X12CrMoWVNbN10-1-1。

1.5 研究目标及内容

铁素体钢X12CrMoWVNbN10-1-1涡轮耐热钢中含有大量合金元素，淬透性是非常好的，即使是一个非常缓慢的冷却速度（如空气冷却也能得到马氏体。）X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢主要的强化机制主要在于固溶强化，而沉淀强化和晶界强化也给其提供了优良的性能，具有良好的高温强韧性和高温蠕变性，如M23C6型碳化物，尤其是MX（M代表的金属元素，X代表非金属元素C、N）在奥氏体化过程中碳氮的化合物可以逐渐溶解在奥氏体均匀化、固溶和均匀度EE不仅影响奥氏体晶粒的生长，也影响到随后的淬火马氏体相变。因为X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢中Cr的质量分数约为12%，在高温下会形成铁素体，严重影响X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的力学性能。因此，在热处理工艺中应消除所有的铁素体。而长时间保温法消耗时间长，浪费能源太多，不能应用在实际生产。对于X12CrMoWVNbN10-1-1钢工作过程中会产生有害的铁素体组织，一般可以通过回收重型铸造、锻造、热处理、并加以解决，其他方法然而回炉重铸，价格太高。