馬氏體/鐵素體9～12%Cr鋼是用于運行溫度在600℃以上的燃煤發(fā)電機組的重要高溫材料。馬氏體/鐵素體9～12%Cr鋼常用作結(jié)構(gòu)件材料，諸如蒸汽匯集器、蒸汽管線、管道或高溫鍋爐和汽輪機部件等。它們集高蠕變強度、良好的延性和良好的熱循環(huán)性能，以及合格的室溫性能為一體。高溫時它們的良好性能與顯微組織特征有關(guān)。馬氏體/鐵素體9～12%Cr鋼具有高的位錯密度和一些不同的內(nèi)部界面，如原始奧氏體晶界、原始塊狀邊界、原始馬氏體板條狀晶界和亞晶界。根據(jù)合金成分在顯微組織中會出現(xiàn)各種析出物，例如M23C6碳化物、MX碳氮化物和拉弗斯相。因為新的環(huán)保條例、節(jié)能要求和工業(yè)需求，為了提高燃煤發(fā)電機組的熱效率，不得不提高它的工作溫度。
D.Rojas等人研究了四種新設(shè)計的9%Cr耐熱合金蠕變前后的顯微組織。研究的兩組合金分別是含高碳和低碳的9Cr合金（9Cr-H/0.1%C、9Cr-H/0.05%C）；含～0.03%Ti及高碳和低碳的9Cr合金（9CrTi-H/0.1%C、9Cr-H/0.05%C），具體成分見表1。研究了顯微組織的演變和宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系。顯微組織研究結(jié)果與熱力學(xué)模擬預(yù)測的相有很好的一致性。析出的M23C6碳化物的體積分數(shù)直接和合金中的碳含量有關(guān)。對于含Ti合金，觀察到有納米級富Ti的MX碳氮化物析出。通過STEM-HAADF研究了650℃/100MPa蠕變過程中顯微組織的演變（亞晶和顆粒尺寸）。對含Ti合金而言，比較可判定亞晶尺寸演變和析出物（MX碳氮化物、M23C6和拉弗斯相）的粗化。不含Ti且含低碳的9Cr合金表現(xiàn)出蠕變強度是所有研究鋼中最高的。
表1 生產(chǎn)的合金的化學(xué)成分，wt%
|
合金 |
B |
C |
Co |
Cr |
Mn |
N |
Nb |
Si |
Ti |
V |
W |
|
9CrTi-H |
0.007 |
0.106 |
1.01 |
9.08 |
0.53 |
0.008 |
0.030 |
0.36 |
0.030 |
0.15 |
1.93 |
|
9CrTi-L |
0.008 |
0.047 |
1.01 |
8.90 |
0.53 |
0.007 |
0.030 |
0.36 |
0.035 |
0.15 |
1.90 |
|
9Cr-H |
0.009 |
0.108 |
0.99 |
8.81 |
0.49 |
0.005 |
0.030 |
0.38 |
- |
0.15 |
2.00 |
|
9Cr-L |
0.013 |
0.051 |
1.01 |
8.97 |
0.48 |
0.005 |
0.035 |
0.37 |
- |
0.15 |
1.98 |
（心遠）
