超超臨界鍋爐用S31042熱變形加工圖研究

  目前，超超臨界火電機組是世界上比較成熟先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，在美國、歐洲、日本等經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的節(jié)能減排效果，而我國超超臨界電站鍋爐正處于蓬勃發(fā)展時期。含有較高Ni、Cr及N含量的S31042耐熱鋼因其具有優(yōu)良的抗蠕變性能及抗腐蝕能力，被廣泛應(yīng)用于制造超超臨界鍋爐過熱器及再熱器管材。目前，對于S31042析出相、蠕變行為等方面的研究較多，但是對于其熱加工方面的研究很少。因此，本項工作主要研究S31042熱變形加工圖，深入地了解合金熱變形特性，為實際生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

   采用電爐+AOD+LF三步法冶煉工藝生產(chǎn)S31042鑄錠，采用徑鍛機對其鍛造開坯。冶煉鋼的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）為0.07C、0.39Si、1.2Mn、25.05Cr、20.4Ni、0.42Nb、0.2664N。

   在徑鍛管坯上切片，切片經(jīng)1200℃×1h固溶熱處理，然后在切片的1/2半徑處取Φ10mm×120mm熱拉伸及Φ8mm×12mm熱壓縮試樣。在Gleebel-3800熱模擬試驗機上實驗，熱拉伸選取溫度范圍在900～1300℃，間隔50℃，拉伸速率為0.5s-1。

   熱壓縮選取實驗溫度為1050、1100、1150、1200和1250℃，應(yīng)變速率為：0.1、1、5和20s-1，變形量為60%。以20℃/s的速度將試樣加熱到1250℃保溫5min后進(jìn)行熱壓縮實驗，熱壓縮完成后試樣立即水冷至室溫，以保留變形組織。采用線切割方法將變形試樣沿軸向中心剖開，在ZEISS AX10光學(xué)顯微鏡下觀測合金金相組織。    

   結(jié)果表明：S31042合金在900～1250℃范圍內(nèi)，均具有較好的熱塑性；計算得出S31042合金的熱變形激活能為467.412kJ/mol；通過熱加工圖分析得出，該合金適宜初始加工溫度范圍在1200～1250℃，采用此參數(shù)鍛造獲得的鍛坯組織細(xì)小均勻。