D0I:10.13374/1.issm100103.2008.02.018 第30卷第2期 北京科技大学学报 Vol.30 No.2 2008年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2008 T122铁素体耐热钢析出相热力学模拟计算 孔玉莹董建新张麦仓 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要采用Thermo-Cale热力学计算软件，对T122铁素体耐热钢钒含量变化对平衡析出相及A3、A4点的影响进行了研 究.结果表明，T122钢的主要平衡析出相为M23C6、MX和Lavs相.当钒质量分数在0.15%以下时，将析出极少量的Z相，且 其随着钒含量的增加析出量呈直线下降；当钒质量分数在0.28%以上时，将析出两种不同的MX相，随着钒含量的增加MN 相的比例下降，而M(C,N)相的比例增加·钒含量的变化对M23Cs和Laves相的影响甚小.钒作为封闭奥氏体元素，增加钒含 量，铁素体与奥氏体的转变区域将变小· 关键词T122耐热钢：钒；析出相：热力学计算 分类号TG142.73 Thermodynamic calculation of precipitated phases in T122 ferritic heat resistant steel KONG Yuying:DONG Jianxin,ZHA NG Maicang School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT The effect of alloying element vanadium on the thermodynamic equilibrium phases and the transformation temperatures A3 and A4of T122 ferritic heat resistant steel were studied by Thermo-Calc software.The results show that the main precipitated phases in T122 steel are M23C6.MX and Laves phases.When the mass fraction of vanadium is less than 0.15%.a little Z-phase pre- cipitates,and the content of Z-phase linearly decreases with increasing vanadium content.When the mass fraction of vanadium is more than 0.28%,two different types of MX precipitate.With increasing vanadium content.the proportion of MN phase decreases. but the proportion of M(C.N)increases.The effect of vanadium content on M23Cs and Laves phases is extremely limited.As a closed austenite region element,the transformation region bet ween ferrite and austenite becomes small with the increase in vanadium content. KEY WORDS T122 heat resistant steel:vanadium:precipitation phase:thermodynamic calculation T122是12Cr-一2W-MoVNbNBCu复杂多元的 基本组织、相的析出行为及其强化机理进行综合研 铁基合金，主要用于制造超临界或超超临界蒸汽参 究.本文采用相图计算软件Thermo-Calet-),分析 数锅炉的过热器管、再热器管、集箱等高温高压部 计算可能析出的平衡相及钢中钒含量变化对析出相 件.它是在T91钢的基础上把9Cr提高到12Cr以 的影响，揭示T122耐热钢中各相的析出规律.研究 保证其高温抗氧化和腐蚀性能]，并采用大量的 结果对该合金的成分设计、生产工艺选择和热处理 碳化物形成元素Cr、Mo、W、V、Nb来形成M23C6 合理制定具有重要的理论指导意义， 和MX型碳化物析出强化，在600℃经10万h运 行后，其持久强度是T91钢的1.3倍可]. 1计算方法 为了综合利用及开发T122材料，必须对它的 采用Thermo-Cale相平衡计算和热力学评估软 件与相应的Fe基数据库进行热力学模拟计算，通过 收稿日期：2006-11-26修回日期：2007-01-06 利用系统中各相的热力学特征函数严格的热力学关 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(N 系，建立热力学模型，将相图和各种热力学数据联系 2003AA331060) 作者简介：孔玉莹(1984一)，女，硕士研究生；董建新(1965一)男， 起来，从而计算出系统中所有的热力学信息，得到可 教授，博士生导师 能析出的平衡相，通常，在不同温度下合金系统中T122铁素体耐热钢析出相热力学模拟计算 孔玉莹 董建新 张麦仓 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 采用 T hermo-Calc 热力学计算软件‚对 T122铁素体耐热钢钒含量变化对平衡析出相及 A3、A4 点的影响进行了研 究．结果表明‚T122钢的主要平衡析出相为 M23C6、MX 和 Laves 相．当钒质量分数在0∙15％以下时‚将析出极少量的 Z 相‚且 其随着钒含量的增加析出量呈直线下降；当钒质量分数在0∙28％以上时‚将析出两种不同的 MX 相‚随着钒含量的增加 MN 相的比例下降‚而 M（C‚N）相的比例增加．钒含量的变化对 M23C6 和 Laves 相的影响甚小．钒作为封闭奥氏体元素‚增加钒含 量‚铁素体与奥氏体的转变区域将变小． 关键词 T122耐热钢；钒；析出相；热力学计算 分类号 TG142∙73 Thermodynamic calculation of precipitated phases in T122ferritic heat resistant steel KONG Y uying‚DONG Jianxin‚ZHA NG Maicang School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he effect of alloying element vanadium on the thermodynamic equilibrium phases and the transformation temperatures A3and A4of T122ferritic heat resistant steel were studied by T hermo-Calc software．T he results show that the main precipitated phases in T122steel are M23C6‚MX and Laves phases．When the mass fraction of vanadium is less than0∙15％‚a little Z-phase pre￾cipitates‚and the content of Z-phase linearly decreases with increasing vanadium content．When the mass fraction of vanadium is more than0∙28％‚two different types of MX precipitate．With increasing vanadium content‚the proportion of MN phase decreases‚ but the proportion of M（C‚N） increases．T he effect of vanadium content on M23C6 and Laves phases is extremely limited．As a closed austenite region element‚the transformation region between ferrite and austenite becomes small with the increase in vanadium content． KEY WORDS T122heat resistant steel；vanadium；precipitation phase；thermodynamic calculation 收稿日期：2006-11-26 修回日期：2007-01-06 基金 项 目： 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 资 助 项 目 （ No． 2003AA331060） 作者简介：孔玉莹（1984—）‚女‚硕士研究生；董建新（1965—）‚男‚ 教授‚博士生导师 T122是12Cr—2W—MoVNbNBCu 复杂多元的 铁基合金‚主要用于制造超临界或超超临界蒸汽参 数锅炉的过热器管、再热器管、集箱等高温高压部 件．它是在 T91钢的基础上把9Cr 提高到12Cr 以 保证其高温抗氧化和腐蚀性能［1—3］‚并采用大量的 碳化物形成元素 Cr、Mo、W、V、Nb 来形成 M23C6 和 MX 型碳化物析出强化．在600℃经10万 h 运 行后‚其持久强度是 T91钢的1∙3倍［4—5］． 为了综合利用及开发 T122材料‚必须对它的 基本组织、相的析出行为及其强化机理进行综合研 究．本文采用相图计算软件 Thermo-Calc ［6—7］‚分析 计算可能析出的平衡相及钢中钒含量变化对析出相 的影响‚揭示 T122耐热钢中各相的析出规律．研究 结果对该合金的成分设计、生产工艺选择和热处理 合理制定具有重要的理论指导意义． 1 计算方法 采用 Thermo-Calc 相平衡计算和热力学评估软 件与相应的 Fe 基数据库进行热力学模拟计算‚通过 利用系统中各相的热力学特征函数严格的热力学关 系‚建立热力学模型‚将相图和各种热力学数据联系 起来‚从而计算出系统中所有的热力学信息‚得到可 能析出的平衡相．通常‚在不同温度下合金系统中 第30卷 第2期 2008年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．2 Feb．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．02．018