表1列出了23Cr-26Ni奥氏体耐热钢的化学成分。本研究所用的试样由真空感应熔炼,随后在1200℃热锻和热轧。研究固溶处理后两种冷却条件对23Cr-26Ni耐热钢的高温抗疲劳的性能。1230℃固溶处理3h后采用两种不同的冷却条件。一个试样固溶处理后立即水淬。另一个试样固溶处理后以0.5℃/min的冷却速率炉冷至750℃。然后,两个试样都在750℃时效5h。
表123Cr-26Ni奥氏体耐热钢的化学成分(wt.%)
材料
元素
C
Si
Mn
Cr
Ni
Co
W
Cu
Nb
N
Fe
23Cr-26Ni
0.09
0.17
0.46
23.2
26.6
1.4
3.5
3.0
0.4
0.235
Bal.
进行低周疲劳(LCF)试验来研究高温对23Cr-26Ni耐热钢LCF行为的影响。两种不同的热处理条件下,在室温(RT)和600℃时进行LCF试验,总的应变幅度范围为±0.4~0.9%。试验过程中,在两种试验温度下都产生初始周期硬化。这种现象有助于周期变形引起的位错密度提高,导致新产生的位错和析出物之间的交互作用。在室温LCF试验的较后阶段会观察到周期软化。用TEM观察析出物的形成和位错密度的增加。同时用XRD和EDS技术确定析出物的类型和组分。
试验结果表明:(1)在600℃试验温度时,直到断裂才发生周期硬化。然而,在FC(炉冷)条件下观察到的周期硬化程度比在WQ(水淬)条件下高。在室温试验时,两种条件都发生周期硬化并且随后都在断裂时发生周期软化。(2)LCF试验过程中,600℃出现DSA(动载应变时效),而室温情况下没有。(3)600℃的LCF试验过程中,周期硬化是因为位错密度增加,以及析出物和位错、DSA的交互作用所致。在室温,初始硬化是因为位错密度,以及析出物与位错之间的交互作用所致;而随后的周期软化是因为快的位错消除速率所致。(4)所有条件下晶间断裂都很明显,是因为在晶界处有M23C6析出物。
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