9Cr低活化馬氏體鋼是未來核反應(yīng)堆建設(shè)的主要候選結(jié)構(gòu)材料，因為其具有優(yōu)良的抗輻照腫脹能力，空洞腫脹遠低于Cr-Ni奧氏體鋼，并具有良好的組織穩(wěn)定性和高的熱應(yīng)力因子。由于長期輻照會導(dǎo)致馬氏體鋼脆化，即韌脆轉(zhuǎn)變溫度(DBTT)升高，上沖擊功(USE)降低，所以為了提高9Cr低活化馬氏體鋼的抗輻照能力，應(yīng)使其在未輻照狀態(tài)下具有較低的DBTT值，以延長其在輻照環(huán)境中的使用壽命。本文 研究 了固溶溫度對9Cr低活化馬氏體鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響，主要包括晶粒大小、拉伸力學(xué)性能和沖擊力學(xué)性能隨固溶溫度的變化關(guān)系，從而制定出合理的熱處理制度。
實驗所用的9Cr低活化馬氏體鋼，主要成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：0.091C，9.05Cr，2.2W，0.42Mn，0.04Si，0.22V，0.012Ti，0.12Ta，余為Fe。鑄坯經(jīng)過鍛造和軋制后獲得15mm厚板材。將軋制板材進行線切割加工，獲得Φ8mm×15mm的圓柱樣品和150mm×100mm×15mm板材。為了 研究 材料晶粒大小隨固溶溫度的變化關(guān)系，分別在950、1000、1050、1100、1150和1200℃將圓柱樣品進行熱處理，具體的熱處理制度為在各個溫度保溫30min后水冷，再經(jīng)780℃回火90min后空冷。為了 研究 晶粒大小對材料力學(xué)性能的影響，將板材分別在950℃和1050℃進行熱處理，具體的熱處理制度分別為：950℃×30min水冷+780℃×90min空冷(獲得試樣標(biāo)記為9Cr-1)；1050℃×30min水冷+780℃×90min空冷（獲得試樣標(biāo)記為9Cr-2）。高溫?zé)崽幚砭赟RJX-4-13型箱式電阻爐中進行。材料經(jīng)過熱處理后，制備拉伸和沖擊試樣。
在固溶處理中，9Cr低活化馬氏體鋼的晶粒尺寸由950℃的6.28μm增加到1200℃的66.5μm。950℃×30min水冷+780℃×90min空冷(9Cr-1)和1050℃×30min水冷+780℃×90min空冷(9Cr-2)，兩種熱處理制度對9Cr低活化馬氏體鋼的拉伸力學(xué)性能影響不明顯；對沖擊性能有較大影響。9Cr-1和9Cr-2的晶粒大小分別為6.28μm和14.76μm，DBTT值分別為-72℃和-62℃。在相同溫度下，9Cr-1的沖擊吸收功高于9Cr-2，斷口形貌也表明9Cr-1的沖擊韌性優(yōu)于9Cr-2。
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