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T91钢是我国超临界锅炉电站管道用钢的关键材料。论文采用真空熔炼技术,往合金钢液中添加稀土Ce的方法制备了T91-RE(Ce)系列合金,借助光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪、纳米压痕仪、万能试验机以及热力模拟试验机等手段,分析了合金中的夹杂物形貌与分布、晶粒尺寸、界面特性、基体特性等,研究了稀土Ce处理对合金显微组织、机械性能、连续冷却相变行为以及高温塑性行为的影响,结论如下：(1)稀土Ce能与T91钢液中O、S等有害元素结合成稀土化合物,化合物类型有稀土氧硫化物和稀土硅酸盐化合物两种。稀土Ce加入量为0.15%时,O的含量从0.007%降低至0.0025%,S的含量从0.015%降低至0.0049%,并且存在部分的固溶稀土和偏聚于晶界的稀土。稀土Ce的加入能细化T91铸态组织,并促进基体中生成少量块状铁素体和沿晶界析出的先共析铁素体；能显著降低空冷T91铸态组织的显微硬度,降低T91合金的室温抗拉强度,显著提高合金的断裂延伸率,有利于提高合金的加工性能。(2)稀土Ce促进T91钢先共析铁素体的析出和马氏体相变,使T91的相变临界点Ac3、Ac1、Fs、Ff和Ms、Mf升高,先共析铁素体相区左移,奥氏体向铁素体转变的临界冷却速度从未加稀土时的0.12℃/s增加到加稀土时的1℃/s,孕育期缩短。(3)在1100℃-1250℃,应变速率在0.004s-1-10s-1的条件下进行压缩变形时,稀土Ce加入量为0.15%的T91合金的流变峰值应力要略高于未加稀土的T91合金,弱化了合金变形软化效果。稀土Ce在T91钢奥氏体晶界处或晶界附近偏聚,阻碍晶界的迁移,阻碍再结晶形核及再结晶晶粒长大。稀土Ce加入使T91钢再结晶激活能由354.6kJ·mol-1提高到397.2kJ·mol-1,显著推迟了其再结晶动力学过程。经稀土Ce处理T91钢应变速率敏感系数值增加更快,并且其值更大,塑性更好。稀土Ce加入量为0.15%的T91钢的最适宜加工范围为1040℃～1100℃/0.004s-1～-0.05s-1,未经稀土Ce处理的T91钢的最适宜加工范围为1000℃～1100℃/0.004s-1～0.05s-1,稀土Ce使T91钢的最适宜加工温度升高,但稀土Ce处理T91钢的最适宜的加工区域远离失稳区域,使少量的温度或应变速率偏差不会对变形组织造成太大的影响,有利于产品品质的稳定性。