1.中国第一重型机械股份公司,齐齐哈尔 161042
2.天津重型装备工程研究有限公司,天津 300457
李红梅(1986—),女,硕士,高级工程师; E-mail : hmli2012@126.com
霍洁(1986—),女,硕士,高级研究员; E-mail : tjuhuojie@163.com
收稿:2025-04-16,
修回:2025-05-21,
录用:2025-05-22,
纸质出版:2025-07-30
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李红梅,霍洁,李晓等.9Cr马氏体耐热钢的锻后热处理工艺[J].特殊钢,2025,46(04):135-140.
Li Hongmei,Huo jie,Li Xiao,et al.The Post-forging Heat Treatment Process of 9Cr Martensitic Heat-resistant Steel[J].Special Steel,2025,46(04):135-140.
李红梅,霍洁,李晓等.9Cr马氏体耐热钢的锻后热处理工艺[J].特殊钢,2025,46(04):135-140. DOI: 10.20057/j.1003-8620.2025-00103.
Li Hongmei,Huo jie,Li Xiao,et al.The Post-forging Heat Treatment Process of 9Cr Martensitic Heat-resistant Steel[J].Special Steel,2025,46(04):135-140. DOI: 10.20057/j.1003-8620.2025-00103.
9Cr马氏体耐热钢是超超临界汽轮机转子的重要候选材料,由于转子锻件尺寸较大,组织遗传的倾向更大。采用光学显微镜结合拉伸、冲击试验等研究了9Cr马氏体耐热钢不同奥氏体化温度及不同等温退火时间后的显微组织和力学性能。试验结果表明,奥氏体化温度对9Cr马氏体耐热钢等温转变程度具有显著的影响,此耐热钢等温退火前的奥氏体化温度宜控制在950~1 030 ℃;锻后形成粗大的马氏体组织,经720 ℃等温退火,可得到铁素体+类珠光体的转变组织,有效地打破锻后粗大组织形成的遗传效应,为后续调质处理奠定良好的组织基础;720 ℃下保温30~100 h对后续调质处理后的晶粒度影响呈弱相关性,随着保温时间延长,原子扩散更加充分,组织的分布更趋均匀;720 ℃保温50~80 h时,材料综合性能优异。本研究为9Cr马氏体耐热钢锻件的高性能热处理工艺设计提供了理论依据与工程参考。
9Cr martensitic heat-resistant steel is an important candidate material for ultra-supercritical steam turbine rotors. Due to the large size of the rotor forgings, there is a greater tendency for microstructure inheritance. The microstructure and mechanical properties of 9Cr martensitic heat-resistant steel at different austenitization temperatures and isothermal annealing times were studied using optical microscopy combined with tensile and impact tests. The results showed that the austenitization temperature had a significant effect on the isothermal transformation degree of 9Cr martensitic heat-resistant steel. The austenitization temperature of this heat-resistant steel before isothermal annealing should be controlled between 950 ℃-1 030 ℃; The coarse martensitic structure formed after forging can be transformed into a ferrite+pearlite-like structure by isothermal annealing at 720 ℃, effectively breaking the microstructure inheritance and laying a good organizational foundation for subsequent quenching and tempering treatment.The effect of insulation at 720 ℃ for 30 hours-100 hours on the grain size after subsequent quenching and tempering treatment showed a weak correlation. With the extension of holding time, atomic diffusion became more complete and the distribution of microstructure became more uniform. When annealing at 720 ℃ for 50 hours to 80 hours, the material exhibited excellent comprehensive performance.This study provides theoretical basis and engineering reference for the high-performance heat treatment process design of 9Cr martensitic heat-resistant steel forgings.
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