目錄
前言
第1章 耐熱合金鋼與馬氏體耐熱鋼 1
1.1 火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)材料的要求 1
1.2 耐熱合金鋼及其應(yīng)用 4
1.2.1 概述 4
1.2.2 低合金(含1%～3%Cr)耐熱鋼 5
1.2.3 馬氏體耐熱鋼 7
1.2.4 奧氏體耐熱鋼 10
1.2.5 其他耐熱材料 13
1.3 12 Cr馬氏體耐熱鋼 14
1.4 9 Cr馬氏體耐熱鋼 14
1.4.1 T/P91 15
1.4.2 T/P92 16
1.5 馬氏體耐熱鋼的發(fā)展與未來(lái) 17
1.5.1 鐵素體耐熱鋼的發(fā)展進(jìn)程 17
1.5.2 馬氏體耐熱鋼的發(fā)展 23
參考文獻(xiàn) 27
第2章 馬氏體耐熱鋼的冶金物理基礎(chǔ) 33
2.1 馬氏體耐熱鋼的發(fā)展背景 33
2.2 合金元素及其作用 34
2.3 馬氏體耐熱鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理 41
2.4 合金碳化物與析出強(qiáng)化 46
2.4.1 常見(jiàn)的合金碳化物 48
2.4.2 時(shí)效處理與析出強(qiáng)化 51
2.4.3 馬氏體耐熱合金鋼強(qiáng)韌化的其他途徑 52
2.5 總結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
第3章 馬氏體耐熱鋼的性能與應(yīng)用規(guī)范 65
3.1 X20CrMoV12-1馬氏體耐熱鋼 65
3.1.1 X20馬氏體耐熱鋼相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 65
3.1.2 X20的力學(xué)性能 68
3.1.3 X20的蠕變性能 69
3.1.4 X20的疲勞行為 73
3.1.5 X20的物理性能 74
3.2 T/P91耐熱鋼 75
3.2.1 T/P91相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 76
3.2.2 T/P91的力學(xué)性能 78
3.2.3 T/P91的物理性能 78
3.2.4 T/P91的蠕變性能與應(yīng)用性能 78
3.2.5 T/P91和X20 等比較 81
3.2.6 T/P91鋼的應(yīng)用 83
3.3 T/P92耐熱鋼 83
3.3.1 T/P92相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及性能要求 84
3.3.2 T/P92的力學(xué)性能 85
3.4 其他馬氏體耐熱鋼 87
參考文獻(xiàn) 94
第4章 馬氏體耐熱鋼的組織結(jié)構(gòu)與亞結(jié)構(gòu) 96
4.1 引言 96
4.2 馬氏體耐熱鋼組織結(jié)構(gòu)和亞結(jié)構(gòu) 96
4.2.1 馬氏體耐熱鋼的晶粒度 98
4.2.2 馬氏體板條組織 100
4.3 馬氏體耐熱鋼中的第二相及其結(jié)構(gòu) 101
4.4 馬氏體耐熱鋼中的碳化物M23C6 102
4.5 馬氏體耐熱鋼中的碳氮化合物MX 104
4.5.1 馬氏體耐熱鋼中的碳氮化合物MX及其成分和形態(tài) 104
4.5.2 MX的析出行為 106
4.6 Laves相 107
4.6.1 概述 107
4.6.2 Laves相析出和蠕變性能相關(guān)性 108
4.6.3 化學(xué)成分影響 111
4.7 Z 相 113
4.7.1 Z 相概述 113
4.7.2 化學(xué)成分對(duì)析出的影響 114
4.7.3 熱處理的影響 115
4.7.4 蠕變對(duì)Z相析出的影響 116
4.7.5 熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果 117
4.8 δ-鐵素體 121
4.8.1 馬氏體耐熱鋼中δ-Fe相的產(chǎn)生及其影響 121
4.8.2 化學(xué)成分對(duì)δ-Fe相體積分?jǐn)?shù)的影響 123
4.8.3 加工溫度對(duì)δ-Fe相體積分?jǐn)?shù)的影響 124
4.9 鋼中C含量對(duì)碳化物析出行為的影響 125
參考文獻(xiàn) 129
第5章 馬氏體耐熱鋼的長(zhǎng)期蠕變性能與服役行為 136
5.1 引言 136
5.2 蠕變規(guī)律和蠕變斷裂理論 137
5.2.1 蠕變一般規(guī)律 137
5.2.2 蠕變斷裂機(jī)制 139
5.3 蠕變特性和微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系 144
5.3.1 馬氏體耐熱鋼的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)和蠕變特性 144
5.3.2 蠕變和微觀結(jié)構(gòu)演變 149
5.3.3 蠕變損傷和蠕變斷裂 156
5.3.4 組織結(jié)構(gòu)演變的模型化 158
5.4 實(shí)際服役條件下X20耐熱鋼的性能和組織結(jié)構(gòu)演變 162
5.4.1 長(zhǎng)期服役X20主蒸汽管道的性能和組織結(jié)構(gòu) 162
5.4.2 長(zhǎng)期服役X20爐管的損傷行為與環(huán)境相關(guān) 175
5.5 9Cr馬氏體耐熱鋼長(zhǎng)期服役條件下的損傷行為 182
5.6 工程實(shí)際服役條件下蠕變行為的特殊性 183
參考文獻(xiàn) 185
第6章 馬氏體耐熱鋼的疲勞和蠕變-疲勞行為 189
6.1 引言 189
6.2 馬氏體耐熱鋼的疲勞與蠕變交互作用 190
6.2.1 蠕變-疲勞的研究方法 190
6.2.2 蠕變-疲勞交互作用的主要影響因素 194
6.3 蠕變-疲勞交互作用的組織結(jié)構(gòu)演變和斷裂特征 202
6.3.1 蠕變-疲勞組織結(jié)構(gòu)演變 202
6.3.2 蠕變-疲勞斷裂物理特征 205
6.3.3 蠕變-疲勞裂紋擴(kuò)展斷裂力學(xué)模型 207
6.4 蠕變-疲勞壽命預(yù)測(cè) 212
6.4.1 壽命分?jǐn)?shù)模型 212
6.4.2 延性損耗模型 213
6.4.3 斷裂力學(xué)模型 215
參考文獻(xiàn) 217
第7章 馬氏體耐熱鋼長(zhǎng)期服役組織結(jié)構(gòu)演變與壽命相關(guān)性 223
7.1 鐵素體耐熱鋼組織結(jié)構(gòu)演變與分級(jí)物理基礎(chǔ) 223
7.1.1 鐵素體耐熱鋼的微觀組織演變分級(jí) 224
7.1.2 碳化物粗化和粗化系數(shù) 225
7.1.3 晶界孔洞形成與分級(jí) 226
7.1.4 蠕變孔洞晶界比例A 參數(shù) 229
7.2 微觀組織演變損傷圖譜與Neubauer分級(jí) 231
7.3 性能減損和結(jié)構(gòu)演變與壽命相關(guān)性 233
7.3.1 關(guān)于馬氏體耐熱鋼材料壽命問(wèn)題的研究 233
7.3.2 硬度變化和壽命關(guān)系 234
7.3.3 晶格常數(shù) 236
7.3.4 碳化物演變與壽命相關(guān)性 240
參考文獻(xiàn) 244
第8章 馬氏體耐熱鋼的壽命評(píng)價(jià)與失效 247
8.1 高溫蠕變壽命及一些預(yù)測(cè)理論 247
8.1.1 持久強(qiáng)度計(jì)算及其可靠性問(wèn)題 252
8.1.2 Larson-Miller參數(shù) 255
8.1.3 Z 參數(shù) 256
8.2 電站設(shè)備運(yùn)行安全和壽命評(píng)估過(guò)程分析 257
8.2.1 電站運(yùn)行安全與評(píng)價(jià)方法 257
8.2.2 設(shè)備壽命評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和方法比較 260
8.2.3 壽命評(píng)價(jià)案例 263
8.3 馬氏體耐熱鋼異常服役行為和失效現(xiàn)象 267
8.3.1 焊接區(qū)失效 267
8.3.2 高溫氧化 269
8.3.3 氫脆 278
8.3.4 異常服役行為及其破壞性 280
參考文獻(xiàn) 284