X12CrMoWVNbN10-1-1钢中δ铁素体的消除

近几年，为解决电力短缺问题以及提高能源的利用率，各国都在致力于发展超超临界发电设备。然而，超超临界汽轮机的大型高压转子通常重约几十吨、蒸汽压力达到30MPa以上，同时它还要高速旋转，因此，对材料性能要求极高。X12CrMoWVNbN10-1-1钢是常用于制备超超临界发电机转子的一种耐热钢，具有优良的高温蠕变性能、热疲劳性能以及低周疲劳性能等优点。

　　由于该钢中铬的质量分数约为12%，其成分类似于13Cr钢，在高温下会析出δ铁素体，这种δ铁素体的存在会严重影响该钢的力学性能。因此，在加工过程中应避免δ铁素体的出现，对已经出现的δ铁素体，可以采用长期保温的方法予以消除。

　　对于X12CrMoWVNbN10-1-1钢在热加工过程中产生的有害δ铁素体组织，一般可以通过回炉重铸、锻造、热处理等方法加以处理，然而回炉重铸代价太大，因此，对锻造和热处理等方法的研究具有重要意义。由于国内外对此钢中δ铁素体的研究甚少，而且δ铁素体的消除方法及工艺并不明确，所以，太原科技大学材料学院的研究者们采用热处理和热镦粗试验，研究了该钢中δ铁素体的消除规律，并探讨了消除δ铁素体的热加工工艺。

　　试样材料取自锻造后的超超临界X12CrMoWVNbN10-1-1钢转子内部，其化学成分见下表。

　　表1  X12CrMoWVNbN10-1-1钢化学成分

　　预处理：将原始材料在厢式加热炉中于1200℃保温30h，然后空冷至室温。

　　热处理：根据前期试验研究结果，热处理温度为1000～1100℃、保温时间为10h较为合适。将预处理后的试样切成小块，放入厢式加热炉中，加热温度为1010、1040、1070℃，保温时间为10h，然后空冷至室温。

　　热镦粗：将预处理后的试样加工成Φ40mm×60mm的小试样，加热至1200℃保温5h，然后在100t液压机上镦粗，压下量分别为20%、50%、70%，空冷至室温后从中间锯切。

　　将热处理后的试样和热镦粗后的试样按标准进行各项试验，结果表明：

　　（1）预处理后的X12CrMoWVNbN10-1-1钢在1010、1040、1070℃保温10h后，δ铁素体含量略有下降，冲击功有所提升，但效果不明显。

　　（2）预处理后的X12CrMoWVNbN10-1-1钢经热镦粗后，在70%压下量时的大变形区内，等效应变量为1.5，δ铁素体基本消失，晶粒细小。

　　（3）X12CrMoWVNbN10-1-1钢热处理和热镦粗后的冲击功分别为25,101J。