FB2耐热钢回火过程碳化物的析出与球化行为的实验研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景： 高铬抗蠕变回火马氏体钢由于其优异的抗蠕变性能，广泛地应用于运行温度620℃火力发电厂的关键零件。这些钢材的热处理包括1050℃以上正火，750-770℃回火2-4h。热处理后的回火马氏体板条结构由一系列的分层结构，即原奥氏体晶粒，板条群，板条束和高密度位错的板条。回火过程中析出两种碳化物。大部分的m23c6分布在原奥氏体晶粒中的大角度晶界上，板条群和板条束中，平均尺寸约100nm。而少部分沿小角度板条界面析出。纳米尺度的mx碳氮化物(m表示nb或v，x表示c或n)在铁素体晶格中均匀分布。9-11%cr钢优异的蠕变强度是由于蠕变状态下回火板条马氏体组织稳定，高cr耐热钢通过合金化抑制两个连续的回火板条马氏体的转变过程，提高蠕变时板条结构的稳定性。

课题目的：本课题针对fb2耐热钢回火过程的碳化物析出以及球化行为进行实验研究，获取其回火过程碳化物的析出动力学、合金元素扩散以及微观组织特征，以用于合金设计以及工艺制定

意义：提高蒸汽参数(温度和压力)是当前火电厂节能减排的主要技术路径，同时也给电厂用钢提出了更高的要求.马氏体耐热钢因其优良的高温性能在火电厂中得到了广泛的应用.近些年来,欧洲的cost(co-operation in science and technology)项目开发出一系列的9%~ 12%cr马.氏体耐热钢，这些钢被广泛应用于锅炉、管道、 汽轮机等构件的制造，其中,fb2马氏体耐热钢作为制造620c超超临界汽轮机转子的首选材料, 得到了广泛的关注和研究.fb2钢的主要合金元素为cr,mo,nb和v等碳氮化合物形成元素，细小弥散的碳氮化合物可以对基体起到沉淀强化的作用(其中mo主要以固溶原子形式存在，以固溶强化为主);此外，微量b元素的加入有助于提高晶界和析出物的稳定性，进而提高fb2钢的热强性.目前报道的fb2钢整锻转子最大重量约为28t[6],而这尚不能满足电力设备大型化的发展趋势，所以用焊接方法制造转子是目前突破锻造 能力限制的唯一-可行技术路径.目前国际上关于fb2钢焊接转子的报道非常有限，并且可见的报道中未见提及其焊接的核心问题,所以有必要对fb2钢的焊接性展开研究，以对生产提供指导.另外,fb2钢中的mo元素以固溶强化作用为主，但也会因为局部偏析形成(fe,cr)

2. 研究内容与预期目标

一、主要研究内容：

1. 查阅相关文献资料，掌握fb2耐热钢回火过程碳化物的析出原理；

2. 掌握机械设计的标准规范，设计符合国家最新标准及行业标准；

3. 研究方法与步骤

研究目标：1、通过查找国内外文献和书籍了解fb2耐热钢析出的相关理论和学术界有关球化行为模拟研究成果。

2、通过比较国内外的开发程度和研究方向，正视自身研究的高度，从而激发国内研究的热情。尽量满足市场的需求

3、在设计过程中，对一些自己无法解决且无法查得的专业问题，可向专业老师或专家教授等进行咨询讨论研究。

4. 参考文献

[1] .张剑桥,王志斌,李筱.5cr15mov马氏体不锈钢热加工过程碳化物析出[j].金属热处理,2017,42(02):167-169.

[2] .焦少阳,郑磊,董建新,张麦仓.690合金晶界碳化物和贫铬区演化动力学模拟及工艺优化[j].机械工程学报,2010,46(14):53-59.、

[3] .陈仲强,邰清安,赵兴东,王健妍,李昌永.gh738合金碳化物析出和回溶规律研究[j].钢铁研究学报,2013,25(08):37-45.

5. 工作计划

2022.2.24-2022.3.15 收集资料，并完成英文文献翻译

2022.3.16-2022.3.25 撰写开题报告，完成开题工作

2022.3.26-2022.4.10 fb2耐热钢回火组织金相分析