回火溫度和冷卻方式對T91鋼組織性能的影響

  T91鋼因其優(yōu)異的高溫持久性能、抗蠕變性能以及良好的導(dǎo)熱性、低的線膨脹系數(shù)、較低的生產(chǎn)成本,最高使用的上限溫度可達(dá)593℃,因此其成為超高臨界壓發(fā)電廠鍋爐管用鋼不可替代的材料。T91 鋼熱軋態(tài)為板條馬氏體,因其較高的硬度使得后期的加工工序難以進(jìn)行,因此需要進(jìn)行回火處理來降低硬度。過低的回火溫度對T91鋼的組織性能影響不大;T91 鋼的再結(jié)晶溫度為790 ℃,過高的回火溫度會使組織發(fā)生再結(jié)晶生成鐵素體,造成組織形態(tài)不均。

  科研工作者結(jié)合現(xiàn)場實際情況,為改善T91組織性能而利于后期加工,利用金相觀察、掃描電鏡及顯微硬度試驗等手段,研究分析300~780℃不同回火溫度及回火冷卻速度下T91鋼的組織及硬度變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明,300~400℃回復(fù)程度低,硬度難以降低; 500~600℃為碳化物析出敏感區(qū)間,大量碳化物在基體彌散析出,在此區(qū)間硬度較高且有上升趨勢; 隨著溫度從600升高到780℃,碳化物沿晶界充分析出,硬度降低。

  隨著回火冷卻速度的增加,硬度逐漸降低,以5℃/min 緩慢冷卻經(jīng)過500~600℃敏感區(qū)間,碳化物彌散析出,基體硬度較高;以780℃回火保溫和較快冷卻速度(50℃/min) 進(jìn)行冷卻處理后,快速通過碳化物析出敏感區(qū)間,碳化物在基體析出少,硬度明顯降低,綜合性能滿足后續(xù)加工。