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提出了一種新型多尺度碳氮化物強化馬氏體耐熱鋼的組織模型。首先,通過降C和去除Mo、B的成分設計原則,分別抑制M 23 C 6長大動力學,進而降低其粗化速率;抑制(Fe,Cr)2Mo型Laves相的形成,進而降低M 2X型Laves相的粗化速率;減少硼化物脆性相的生成等,以優化組織結構。其次,通過改進形變誘導析出+熱處理的方法,最終獲得尺度主要分布在50 nm以下和100~200 nm這兩個范圍內的形狀多樣的碳氮化物析出相。本工作研制的新型碳氮化物強化馬氏體耐熱鋼由于含有多尺度碳氮化物的不同強化機制,基體位錯密度提高,亞晶界強化作用增強。經650℃高溫時效1 000 h,其馬氏體板條未發生明顯變化,基體表現出優良的高溫穩定性。同時與傳統工藝制得的厚壁無縫鋼管相比,其初始強度基本不變,但隨著高溫時效時間的延長,其硬度降低較小,性能退化緩慢。

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