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在环境和能源危机日益突出的今天,为了提高发电效率,火力发电机组的蒸汽参数不断提高,对耐热钢的性能提出更严峻的考验。本文在现有成熟的T/P92铁素体耐热钢的基础上,通过添加不同含量的Al和Ni组元,调整优化合金成分,期望可以得到具有更优异的高温性能的耐热钢。本文研究的四种试验钢根据Al和Ni的含量分别记为A#(0.89Al、3.64Ni)、B#(1Al、1.39Ni)、C#(2.93Al、7.09Ni)和D#(2.86Al、3.67Ni)。首先经过冶炼、锻造和固溶处理得到钢锭,然后通过热轧和冷轧得到4mm热轧板、2mm热轧板和1mm冷轧板。本文分析了试验钢的组织在整个加工过程中的演变,测试了不同厚度轧制板的高温力学性能,对比了四种试验钢的组织和性能差异,探讨了其强化作用机理。主要结论如下:(1)固溶处理后A#中形成以马氏体为主和铁素体为辅的混合组织;B#中只有马氏体板条;C#和D#中都形成铁素体和珠光体组织。在后续的热加工过程中,各组试样的组织构成不变,只发生形态和数量的变化。(2)在热加工的过程中,四种试验钢的硬度不断升高。轧制钢板的硬度由高到低的顺序为B#>C#>D#>A#。B#的1mm冷轧板的显微硬度最高达到550HV;C#的1mm冷轧板显微硬度次之达到527HV。(3)热轧钢板的高温拉伸强度与硬度值的变化规律一致。冷轧钢板中A#和B#的强度和塑性与2mm热轧板相近。但是因为C#具有突出的第二相强化作用,与它的2mm热轧板相比,其强度提高了68MPa、达到507MPa,为所有轧制试样中最高。所有轧制试样在高温拉伸试验中的断裂方式都是延性断裂。综合分析可知,C#的综合性能最优异,这是因为C#中的合金渗碳体在铁素体基体和晶界上析出量最高,起到的第二相强化作用最明显;Ni还提高其塑性。这些保证了三种轧制处理后其强度和塑性都表现良好。而A#的组织为马氏体和铁素体,强度和塑性都较差;B#的组织为马氏体板条,强度最好但塑性最差;D#的组织是铁素体和少量渗碳体,强度较差但塑性最好。