【摘 要】
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G115钢是由钢铁研究总院研发的具有自主知识产权的马氏体耐热钢,拟用于650℃超超临界燃煤发电机组。目前,G115锻件已应用于超超临界电站的大口径锅炉管,但国内外对G115铸钢的研究尚少。本文开展对G115铸钢组织与性能的研究,旨在为超超临界电站蒸汽轮机的汽缸、主蒸汽阀门等铸造部件的热处理工艺提供技术支撑。基于热力学软件Thermo-Calc对G115钢的计算分析和研究经验,采用真空感应炉熔炼了2
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G115钢是由钢铁研究总院研发的具有自主知识产权的马氏体耐热钢,拟用于650℃超超临界燃煤发电机组。目前,G115锻件已应用于超超临界电站的大口径锅炉管,但国内外对G115铸钢的研究尚少。本文开展对G115铸钢组织与性能的研究,旨在为超超临界电站蒸汽轮机的汽缸、主蒸汽阀门等铸造部件的热处理工艺提供技术支撑。基于热力学软件Thermo-Calc对G115钢的计算分析和研究经验,采用真空感应炉熔炼了25kg级铸锭和200kg级的铸管件。研究了不同热处理工艺对铸钢的显微组织和力学性能影响,并采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等对其微观组织进行了表征。得出的主要结论如下:热力学计算结果表明,平衡条件下,给定成分的G115钢中M23C6相、MX相、Laves相和Z相的回溶温度分别为878℃、1171℃、815℃和788℃;M23C6相最大析出量随着Cr、C含量增大而增加,Nb C型MX相随着Nb、C含量增大而增加,VN型MX相随着V、N含量的增大而增加,Laves相随着W含量的增大而增加。这些相的回溶温度也随着其最大含量的增大相应升高。对正（淬）火温度和回火温度对G115铸钢组织和力学性能的研究表明,就铸锭而言,随着淬火温度的升高,在1030～1050℃淬火时,强度、硬度降低,冲击功升高;在1050～1070℃淬火时,硬度降低,强度、冲击功升高;在1070～1100℃淬火时,强度、冲击功降低,硬度升高。就铸管而言,随着正火温度的升高,在1040～1100℃正火时,强度、硬度和冲击功均提高;在1100～1130℃正火时,力学性能没有显著变化。正（淬）火态G115铸钢经760℃和780℃回火,塑性和韧性性能均良好,后者强度和硬度稍低。G115铸锭的推荐热处理工艺为:（1070～1100℃）×1h W.Q.+780℃×3h A.C.。仅从常规力学性能角度,G115铸管的推荐热处理工艺为（1100～1130℃）×1h A.C.+780℃×3h A.C.。浇铸工艺条件对G115铸钢的强度和硬度影响不明显,但是对冲击韧性有显著的影响,铸锭的冲击韧性为17J/cm~2,远低于铸管的58J/cm~2。炉冷退火对G115铸锭的冲击性能的影响非常显著,1230℃×6h的均匀化退火之后,进行1070℃×1h F.C.+780℃×3h A.C.,冲击韧性由原铸锭的17J/cm~2提升至热处理后的113 J/cm~2。
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