金属学报

作者：张乾坤, 胡小锋, 姜海昌, 戎利建

单位：1.中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：Si,M₂₃C₆,Laves相,δ铁素体,力学性能,

基金：中核集团领创科研项目，中国科学院青年创新促进会项目(Y2021059);中国科学院战略重点研究项目(XDA28040200)

基于ASME标准成分的P91钢，设计了一种Si增强型的9Cr铁素体/马氏体钢(记为H-Si钢)。利用OM、FESEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术，对P91和H-Si合金钢铸态、均质化态、回火态和时效态(550℃时效3000 h)的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明，Si增强后会在合金钢中引入体积分数为3.9%的δ铁素体，但通过均质化处理可以将其完全消除。回火处理后，H-Si钢因Si含量较高，会形成富Si层包裹M23C6的现象，该富Si层阻碍了M23C6的粗化长大，使M23C6的尺寸小于P91钢中M23C6的尺寸。与此同时，在550℃时效处理时该富Si层同样会减缓M23C6的长大，同时还促进了Laves相的形核和生长，造成时效态H-Si钢具有较细的M23C6和较粗的Laves相。回火态H-Si钢因较高的Si含量和较细的M23C6，强度明显高于P91钢，而时效处理后因Laves相的析出，强度进一步提高。回火态P91和H-Si合金钢具有相近的冲击功(约210 J)，断裂模式均为韧性断裂。时效处理后由于Laves相的析出，导致P91和H-Si合金钢的冲击功下降。因H-Si钢中Laves相的尺寸较大、数量较多，使H-Si钢出现了一定比例的解理区，导致冲击功下降更明显。

来源：2024年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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