热处理工艺对P91耐热钢中δ-铁素体和冲击性能的影响

张建斌¹，刘帆¹，薛飞²

1. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室2. 苏州热工研究院有限公司

摘 要：P91耐热钢热加工（轧制、焊接、热处理）过程中易产生δ-铁素体,且其形态、数量和分布与热加工温度关系密切。通过设计P91耐热钢热处理工艺,在1 150℃、1 250℃、1 300℃温度下正火获得马氏体+δ-铁素体混合组织,并对1 300℃正火组织进行1 050℃（油冷）+760℃（空冷）。采用金相显微镜、显微硬度计和扫描电子显微镜等技术研究δ-铁素体数量、形态、分布的变化,并测试各热处理状态下的冲击韧性和失效模式。结果表明,P91钢随着正火温度升高,δ-铁素体数量增加;形态呈细条状、细条状+块状和多边形块状分布;1 050℃正火+760℃回火不能消除在1 300℃正火时产生的δ-铁素体,但能减少其数量、改变其形态与分布。随δ-铁素体含量增加冲击功减小,冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂,边界平直的块状多边形δ-铁素体较条状形态更不利于冲击韧性。

关键词：耐热钢;热处理;δ-铁素体;冲击韧性;