随着我国电力建设的发展和国家节能减排战略的推进，超超临界机组以其具有单位发电能耗低、节能减排的优越性成为我国火电和核电装备的主流。由于大型超超临界汽轮机转子所运行的环境对转子的力学性能要求极其严格，所以12%Cr超超临界转子钢以其良好的锻造性、淬透性、抗氧化性、焊接性和持久韧性成为超超临界机组转子的主要钢种。
对于超超临界机组来说，晶粒细匀化以其具有提高强度和韧性的双重效果成为优化转子力学性能的主要手段。但是超超临界转子的体积非常庞大，这使得在锻造和热处理过程中转子的组织变化很难控制，普遍存在着混晶、粗晶等问题，从而导致转子的屈服强度和冲击韧性大大下降，不利于力学性能的提高。因此，研究人员系统地研究了12%Cr超超临界转子钢的晶粒长大规律，建立了晶粒长大动力学模型，为实际生产过程中的组织控制提供了科学依据，对于其生产过程中的组织控制提供了科学依据，对于其生产制造过程中热加工参数的确定有着重要的工程价值。
实验材料为锻态12%Cr超超临界转子钢，原始组织为马氏体，化学成分见表1。试样尺寸为15mm×15mm×15mm正方体。晶粒长大实验在KBF1400箱式电阻炉中进行，金相观察采用ZeissImager.Alm金相显微镜。
 
表1  试验钢的化学成分（质量分数，%）

C	Si	Mn	P	Zr	Cr	Ni	Cu	V
0.109	0.064	0.516	0.037	0.234	11.193	0.768	0.598	0.257
Sn	As	Mo	Al	Sb	W	Co	Fe1	Fe2
0.208	0.181	1.213	0.243	0.168	0.824	0.122	4.9336	4.0645

实验时将箱式电阻炉先以15℃/s加热至既定温度（1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃），稳定后再将试样放入电阻炉中保温既定的时间（1h、3h、5h、7h、9h、11h、15h、20h），出炉后立即快速水冷至室温，以保留奥氏体晶界，便于观察分析试验温度下12%Cr超超临界转子钢奥氏体晶粒的长大情况。然后将试样经预磨、抛光后，用硫酸+高锰酸钾溶液在75℃左右水浴侵蚀。侵蚀后用酒精擦拭清洗再吹干，在进行显微镜下观察组织，用截线法测定奥氏体平均晶粒尺寸，所测定的晶粒个数不少于300个，并对晶粒进行评级。
实验的结果表明：（1）在一定时间内晶粒长大速率随着温度的升高逐渐增大，但由于高温铁素体的影响，在1200℃以上长大速率变慢。在一定温度下晶粒尺寸随着保温时间的增长而逐渐长大，但在1150℃以下由于第二相的未完全溶解，晶粒长大趋向缓和。故此钢奥氏体晶粒粗化温度为1150℃。（2）在不同的初始晶粒尺寸下温度越高，初始晶粒尺寸越大，稳定时的晶粒尺寸就越大。（3）采用以回归误差平方和最小为优化目标的方法，得到了晶粒长大激活能，给出了晶粒长大过程动力学模型，并通过实验值与拟合值比较验证了模型的可靠性。（心远）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。