熱軋高鋁310S耐熱鋼的組織和性能及鋁元素的作用機制.pdf

1、針對石化裝置材料310S耐熱鋼易受高溫氧化，本課題組研發(fā)了鑄態(tài)高鋁310S耐熱鋼，改性后的310S耐熱鋼具有優(yōu)良的高溫抗氧化性，同時力學(xué)性能并未出現(xiàn)明顯降低。本文在此基礎(chǔ)上將高鋁310S耐熱鋼熱軋加工成板材，并研究板材的組織、室(高)溫力學(xué)性能、焊接性能以及固溶處理工藝對組織和力學(xué)性能的影響。目標(biāo)是在具有良好的高溫抗氧化性的前提下，保證高鋁310S耐熱鋼板材的力學(xué)性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　 以310S耐熱鋼為基礎(chǔ)，分別加入質(zhì)

2、量分?jǐn)?shù)為2、4、6的Al，利用真空電弧爐熔煉并在水冷銅坩堝中冷卻，將熔煉制備的高鋁310S耐熱鋼在壓力機和熱軋機上進行開坯、軋制，并對熱軋加工后的板材進行組織分析和力學(xué)性能測試。結(jié)果表明熱軋加工后，Al元素不再同鑄態(tài)組織那樣始終固溶于基體，而是以Al4C3的形式出現(xiàn)富集，并且隨著鋁含量的增加富集現(xiàn)象越嚴(yán)重。隨著鋁含量的增加，Cr7C3的含量逐漸減少，且聚集狀態(tài)逐漸由團聚狀向顆粒狀轉(zhuǎn)變。鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％時，基體組織變?yōu)棣?γ雙相組織，熱軋

3、加工后出現(xiàn)大量魚骨狀碳化物，性能急劇惡化。
　　 研究了Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、2、4%310S耐熱鋼板材的室溫力學(xué)性能，結(jié)果表明隨著Al含量的增加合金的強度略有降低，塑性先升高后降低并在Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時達到最大值。經(jīng)1200℃+2h的固溶處理后，基體中碳化物(Cr7C3、Al4C3)的數(shù)量大幅減少，強度較固溶處理前有所降低、塑性得到提升。研究了各合金在800℃的瞬時拉伸性能，結(jié)果表明不含鋁和含鋁2%的合金其高溫力學(xué)性能基本一致，