T91合金钢板适应用途

T91合金钢板随着电力机组蒸汽参数的不断提高,高压锅炉管的服役环境发生显著的变化,同时也对高压锅炉管用耐热钢的服役性能与寿命提出了更高的要求,特别是对高温力学性能和抗氧化性能提出了很高的性能指标,传统的耐热钢已无法满足使用要求。T91合金钢板对耐热钢的显微组织进行了分析,计算了晶粒度,利用EBSD手段分析了实验钢在不同状态的晶粒和晶界的变化。研究了实验钢在高温条件的氧化行为,分析了氧化膜的生长和剥落的过程,并测定了实验钢的高温物理性能。主要结论如下：1.利用BP人工神经网络模型确定T24钢的成分范围(Wt,%)为：0.07C,0.21Si,0.47Mn,0.09Cu,0.04Ni2.41Cr,1.03Mo,0.06Ti,0.24V,0.1Al,P<0.01,S<0.005。2.基于modified Zerilli-Armstrong、strain-compensated Arrhenius等模型,构建了本构方程准确预测材料在实验范围内的流变应力。Johnson CookR原始模型预测的相关系数=0.962, AARE=9.41%。通过引入温度与应变速率耦合影响因子对Johnson Cook原始模型进行改进,改进后模型预测的相关系数R=0.991, AARE=5.37%。3.测得T24实验钢的CCT图,Ac1为773℃,Ac3为963℃,当冷却速度小于0.1℃/s时,发生高温转变和中温转变,转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体的混合组织,在0.5℃/s～10℃/s的冷却速度范围,转变产物为粒状贝氏体,当冷却速度大于20℃/s时,转变产物为马氏体。

T91合金钢板铁素体基体上分布有岛状颗粒,组织晶粒度级别数为5～6。T23钢的组织与T24钢相似。T9钢和T91合金钢板的组织相似,主要为回火马氏体,基体分布有较多的析出物。T24钢在不同的状态下,组织中小角度晶界的比例较高,尤其以2°～3°晶界为主,大角度晶界以60°为主,且T91合金钢板规律为随着取向差角的增加,小角度晶界比例迅速递减,当取向差角大于50°,大角度晶界比例显著增长,在60°附近达到峰值。6.T24钢在570℃高温氧化时,0～120h内的氧化速率为6.675×10-5,120～1700h内的氧化速率为5.996×10-8，1700～2600h内的氧化速率为2.686×10-6,2600～6200h内的氧化速率为4.513×10-7。T91合金钢板在600℃高温氧化时,0～2000h内的氧化速率为1.161×10-5,2000～10000h内的氧化速率为4.162×10-6。T23钢在600℃的高温氧化时,0～1500h内的氧化速率为1.174×10-5,1500～5000h内的氧化速率为5.985×10-6,5000～10000h内的氧化速率为1.759×10-8。T91钢在625℃高温氧化时,0～1000h内的氧化速率为2.313×10-6,1000～10000h内,氧化速率为3.171×10-11。T9钢在600℃高温氧化时,0～500h内的氧化速率为3.367×10-5,500～6000h内的氧化速率为2.752×10-12,6000～10000h内的氧化速率为1.978×10-7。7.T24钢和T23钢的导热性能均高于T9钢和T91钢,在常温下,T9钢的导热系数为26.5W/m·K,略低于T91钢,当温度升高到800℃时,T91钢的导热系数为21.6W/m·K,比T9钢的高2.9W/m·K。在100～500℃的温度区间内,T23钢和T24钢的线膨胀系数大小差别不大,高于T9钢的线膨胀系数,T91钢的线膨胀系数最小。