N对汽车发动机用新型奥氏体耐热铸钢1000℃蠕变性能的影响

作者：张银辉; LI Mei; GODLEWSKI Larry A; ZINDEL Jacob W; 冯强

来源：金属学报, 2016, 52(06): 661-671.

• 汽车发动机
• 奥氏体耐热铸钢
• 蠕变
• Nb(C,N)
• 凝固

为了应对汽车发动机排气温度将大幅升高至1050℃的要求,本工作以新设计的3种不同N含量(00.55%,质量分数)的Nb稳定化奥氏体耐热铸钢为研究对象,通过在1000℃,50 MPa条件下的蠕变性能测试和蠕变前后的组织分析,研究了N对奥氏体耐热铸钢1000℃蠕变性能的影响规律.结果表明:根据N添加量的不同,合金之间的最小蠕变速率相差接近一个数量级.合金的主要析出相为Nb C,Nb(C,N)和富Cr相.随着N含量的增加,合金中Nb C转变为Nb(C,N),其形貌逐渐从草书体状转变为不规则的混合片块状,并最终转变为多面体块状.其中,草书体状Nb C能有效强化铸钢的晶界和枝晶间区域,因而有利于提高高温蠕变性能.富Cr相在晶界的粗化连接是合金蠕变断裂的主要裂纹源,不利于蠕变性能.富Cr相的二次析出还会降低奥氏体基体固溶的C含量,从而降低其固溶强化能力.草书体状Nb C的析出及富Cr相含量的降低是新型奥氏体耐热铸钢蠕变性能提高的主要原因.

• 单位
  新金属材料国家重点实验室; 北京科技大学