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提出了一種新型多尺度碳氮化物強化馬氏體耐熱鋼的組織模型。首先,通過降C和去除Mo、B的成分設(shè)計原則,分別抑制M 23 C 6長大動力學(xué),進(jìn)而降低其粗化速率;抑制(Fe,Cr)2Mo型Laves相的形成,進(jìn)而降低M 2X型Laves相的粗化速率;減少硼化物脆性相的生成等,以優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)。其次,通過改進(jìn)形變誘導(dǎo)析出+熱處理的方法,最終獲得尺度主要分布在50 nm以下和100~200 nm這兩個范圍內(nèi)的形狀多樣的碳氮化物析出相。本工作研制的新型碳氮化物強化馬氏體耐熱鋼由于含有多尺度碳氮化物的不同強化機制,基體位錯密度提高,亞晶界強化作用增強。經(jīng)650℃高溫時效1 000 h,其馬氏體板條未發(fā)生明顯變化,基體表現(xiàn)出優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性。同時與傳統(tǒng)工藝制得的厚壁無縫鋼管相比,其初始強度基本不變,但隨著高溫時效時間的延長,其硬度降低較小,性能退化緩慢。

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