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随着“能源消耗”与“环境保护”问题不断尖锐,发展更高蒸汽参数的超超临界火力发电机组迫在眉睫。然而,蒸汽参数的提高对耐热钢材料的高温抗蠕变性能和高温抗蒸汽氧化性能提出了更高的要求。如今9~12%Cr型铁素体系耐热钢是耐热钢材料的发展趋势,本文利用Thermo-Calc软件计算相图,设计出合金体系为9Cr-3Co-2W-1Mo的铁素体耐热钢,课题对其进行高温抗蠕变性能和的氧化行为的研究。实验结果表明:(1)实验钢是由δ-铁素体(δ-F)和回火马氏体(M)组成的双相钢,蠕变过程中基体组织没有明显粗化,马氏体组织发生回复板条特征逐渐消失;根据应力-LM关系式预估实验钢在650℃/100MPa条件下的持久寿命大于100000h。(2)实验钢在650℃、700℃、750℃条件下的蠕变断裂形式均为延性断裂;Laves相在蠕变过程中析出,其尺寸d随蠕变时间t的延长而增长且logd与logt呈线性关系,体积分数Vt随t先迅速增长后缓慢增长并最终达到平衡值Ve;MX相在热处理过程中析出,尺寸细小并弥散分布于基体中。(3)在650℃空气中氧化时,实验钢长期抗空气氧化性比P92钢差。氧化初期氧化膜Fe2O3,随着氧化时间的进行Cr向外扩散形成外层为Fe2O3内层为(Cr,Fe)2O3氧化膜结构;(4)在650℃/20%含水空气中氧化时,11#钢与P92钢抗水汽氧化性能相差不大。氧化膜分为两层,表层为Fe2O3内层为(Cr,Fe)2O3。