马氏体/铁素体9～12%Cr钢是用于运行温度在600℃以上的燃煤发电机组的重要高温材料。马氏体/铁素体9～12%Cr钢常用作结构件材料，诸如蒸汽汇集器、蒸汽管线、管道或高温锅炉和汽轮机部件等。它们集高蠕变强度、良好的延性和良好的热循环性能，以及合格的室温性能为一体。高温时它们的良好性能与显微组织特征有关。马氏体/铁素体9～12%Cr钢具有高的位错密度和一些不同的内部界面，如原始奥氏体晶界、原始块状边界、原始马氏体板条状晶界和亚晶界。根据合金成分在显微组织中会出现各种析出物，例如M23C6碳化物、MX碳氮化物和拉弗斯相。因为新的环保条例、节能要求和工业需求，为了提高燃煤发电机组的热效率，不得不提高它的工作温度。
D.Rojas等人研究了四种新设计的9%Cr耐热合金蠕变前后的显微组织。研究的两组合金分别是含高碳和低碳的9Cr合金（9Cr-H/0.1%C、9Cr-H/0.05%C）；含～0.03%Ti及高碳和低碳的9Cr合金（9CrTi-H/0.1%C、9Cr-H/0.05%C），具体成分见表1。研究了显微组织的演变和宏观力学性能之间的关系。显微组织研究结果与热力学模拟预测的相有很好的一致性。析出的M23C6碳化物的体积分数直接和合金中的碳含量有关。对于含Ti合金，观察到有纳米级富Ti的MX碳氮化物析出。通过STEM-HAADF研究了650℃/100MPa蠕变过程中显微组织的演变（亚晶和颗粒尺寸）。对含Ti合金而言，比较可判定亚晶尺寸演变和析出物（MX碳氮化物、M23C6和拉弗斯相）的粗化。不含Ti且含低碳的9Cr合金表现出蠕变强度是所有研究钢中最高的。
表1 生产的合金的化学成分，wt%
|
合金 |
B |
C |
Co |
Cr |
Mn |
N |
Nb |
Si |
Ti |
V |
W |
|
9CrTi-H |
0.007 |
0.106 |
1.01 |
9.08 |
0.53 |
0.008 |
0.030 |
0.36 |
0.030 |
0.15 |
1.93 |
|
9CrTi-L |
0.008 |
0.047 |
1.01 |
8.90 |
0.53 |
0.007 |
0.030 |
0.36 |
0.035 |
0.15 |
1.90 |
|
9Cr-H |
0.009 |
0.108 |
0.99 |
8.81 |
0.49 |
0.005 |
0.030 |
0.38 |
- |
0.15 |
2.00 |
|
9Cr-L |
0.013 |
0.051 |
1.01 |
8.97 |
0.48 |
0.005 |
0.035 |
0.37 |
- |
0.15 |
1.98 |
（心远）
