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T92钢是在T91钢的基础上对其成分进行优化和调整,开发出来的新型铁素体耐热钢。T92钢通过添加1.5~2.0%的W形成W-Mo复合固溶强化,减少Mo的含量至0.3~0.6%以避免组织中-铁素体的形成,调整了V和Nb含量以形成碳氮化物弥散沉淀强化,并加入了0.001~0.006%的B组元来形成晶界强化。与T91钢相比,T92钢具有同样优良的导热性、韧性、加工工艺性和焊接性能,但在600oC以上,T92钢的蠕变性能和持久强度远高于T91钢,因此T92钢是替代T91钢的最理想材料。目前对于T92钢的研究主要针对蠕变性能、蠕变过程中的组织演变和焊接性能,而对其相变行为和热处理工艺的基础研究还比较少。在此背景下,本文分析了T92铁素体耐热钢连续冷却过程中的马氏体相变行为和传统热处理工艺过程中的组织演变,通过相变动力学模型分析组织中M23C6相的析出行为,在此基础上对T92钢Q&P(Quenching&Partitioning)和形变热处理工艺进行了详细研究。得到的主要结论如下:(1)随着冷速的增加,马氏体晶核数越来越多,马氏体板条的横纵比(aspectratio)值不断减小,马氏体板条间的碰撞越剧烈,从而导致马氏体板条变细。随着冷速的增加,生长激活能不断减小,过冷度的增大,导致母相的强化,阻碍界面迁移,使得界面迁移率v0减小。在所有冷却速度条件下,马氏体的界面移动速度均在10-6到10-4m s-1范围内,这说明马氏体相变是通过热激活的方式进行的。(2)均匀形核的M3C相在T92钢正火过程中析出,而在随后的回火过程中被溶解,并被M23C6相析出所代替。回火过程中马氏体板条粗化的根本原因是马氏体板条界的迁移,马氏体相变产生的内应力为马氏体板条界的迁移提供了驱动力。Y-节的移动是马氏体板条粗化的主要机制。T92钢在650oC下的回火过程可分为三个阶段:(a)从回火开始到120s,维氏硬度快速降低,在此阶段M23C6相尺寸没有明显的长大,但马氏体板条发生快速的粗化;(b)从回火120s到1h,硬度值下降减缓,在此阶段中,马氏体板条的粗化速度和M23C6相的尺寸增长速度都很慢;(c)从回火1h以后,由于M23C6相颗粒快速长大,减弱了晶界钉扎作用,同时位错密度也迅速的减小,从而导致维氏硬度值迅速降低。(3)利用位置饱和形核、扩散控制生长和软碰撞修正,建立了M23C6相在T92回火过程中的析出动力学解析模型,分析结果还表明M23C6相呈二维生长方式。细小的马氏体板条组织有助于析出细小、弥散的M23C6相颗粒。为了能够更准确的推算在不同温度下的M23C6相析出过程,采用了与温度有关的生长系数。通过拟合得到的生长激活能为71.60KJ,与C原子在-Fe中扩散激活能相近。(4) T92钢在Q&P热处理过程中发生了两次马氏体相变,第一次马氏体相变未发生完全,部分未转变奥氏体在随后的冷却过程中发生第二次马氏体相变。C的再分配现象使未转变奥氏体中的C含量增加。C含量的增加,导致奥氏体的稳定性提高,使得第二次马氏体相变的开始温度和结束温度均有所下降,马氏体板条更细化。使用自催发形核、界面控制生长和随机晶核分布碰撞修正可以建立第二次马氏体相变动力学模型,能很好的描述体积分数f与温度T的关系。(5)对T92钢进行形变热处理,建立了T92钢热变形的本构方程,并利用动态材料模型绘制了T92钢的热加工图,讨论了不同热变形条件对T92钢组织的影响。应变速率敏感指数m值和功率耗散效率η值越大,越倾向于发生动态再结晶,且动态再结晶晶粒越大。热变形能有效的细化马氏体组织,且随着m值的减小,细化趋势越明显。马氏体板条的细化表现在马氏体板条的长度变短,即横纵比变大,在失稳区E变形时,马氏体板条呈近似等轴状,即横纵比接近于1。热变形能有效地促进细小MX相碳氮化物的析出,并减少之后回火过程中大颗粒M23C6相的析出。