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耐熱合金和超合金熱處理的研究動向
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時間：2015-11-23
開發(fā)蒸汽溫度700℃級A-USC發(fā)電機組的最重要課題之一是透平葉輪用耐熱合金的開發(fā)。有研究者開發(fā)了以鉻鎳鐵耐熱合金617為基礎(chǔ)材料，對合金成分進(jìn)行改進(jìn)的Ni-0.05C-18Cr-13Co-9Mo-1.3Al-1.4Ti-0.1Ta-0.3Nb合金，并試制了模擬實機葉輪的大型鍛造葉輪試樣。有研究報告對該葉輪試樣不同部位的材料特性進(jìn)行了研究。
開發(fā)蒸汽溫度700℃級A-USC發(fā)電機組的最重要課題之一是透平葉輪用耐熱合金的開發(fā)。有研究者開發(fā)了以鉻鎳鐵耐熱合金617為基礎(chǔ)材料，對合金成分進(jìn)行改進(jìn)的Ni-0.05C-18Cr-13Co-9Mo-1.3Al-1.4Ti-0.1Ta-0.3Nb合金，并試制了模擬實機葉輪的大型鍛造葉輪試樣。有研究報告對該葉輪試樣不同部位的材料特性進(jìn)行了研究。
對可應(yīng)用于蒸汽溫度達(dá)700℃級A-USC發(fā)電機組的鑄造替代材料進(jìn)行了評價。關(guān)于Ni-0.04C-26Cr-21Co-1Al-1.9Ti-1.8Nb合金，試制了具有3層階梯狀壁厚的鑄件，并對材料進(jìn)行了評價。有研究報告就偏析對蠕變強度的影響進(jìn)行了介紹。
Ni-Fe基超合金有望成為A-USC火力發(fā)電用透平葉輪的制作材料，但為確保透平葉輪的特性和制作性，控制微量元素是很重要的。關(guān)于透平葉輪用Ni-Fe基超合金中微量元素的影響尚有許多未明確的地方，因此有研究者針對蠕變特性，調(diào)查了微量元素的影響。
在開發(fā)700℃級A-USC發(fā)電機組過程中，為使由Ni基和Fe基葉輪構(gòu)成的不同材料焊接葉輪應(yīng)用于實際，因此對該葉輪焊接部在高溫時的組織穩(wěn)定性和機械特性提出了要求。有研究者制作了低合金鋼/鉻鎳鐵耐熱合金617焊接材料作為Fe/Ni不同材料的界面式樣，并就熱時效對焊接界面組織變化的影響進(jìn)行了評價。
為減少CO2排放量，對A-USC設(shè)備進(jìn)行了廣泛的研究。23Cr-45Ni-7W合金（ASTM UNS N06674）是一種通過強化M23C6和Laves相析出來提高蠕變強度的材料。它可作為A-USC的高溫蒸汽管和鍋爐管的替代材料。有研究者就該合金的蠕變特性對Laves相析出行為的影響進(jìn)行了評價。
為開發(fā)蒸汽溫度700℃級A-USC發(fā)電機組，對Ni基耐熱合金用作鍋爐部件的可能性進(jìn)行了研究，并指出作為析出強化型合金的合金617存在著與高溫使用過程中的松馳裂紋（SR裂紋）等有關(guān)的問題。另一方面，沒有以相作為析出強化相的23Cr-45Ni-7W合金（ASME-CC2684）在700℃時的蠕變斷裂強度比合金617略低，而30Cr-50Ni-W合金雖然沒有對進(jìn)行析出強化，但蠕變斷裂強度卻比23Cr-45Ni-7W合金提高，其延性和抗SR裂紋性好，可用于A-USC主蒸汽管。有研究報告對板材和試制的大口徑管的4種組織、機械性能和蠕變特性進(jìn)行了介紹。
目前，能源問題已成為非常重要的問題，為提高作為主要的電力供給手段的火力發(fā)電的效率，因此對鍛造Ni基合金進(jìn)行了廣泛的研究開發(fā)。對于Ni基超合金的強化相----相組織形態(tài)的穩(wěn)定性來說，不僅相的析出行為會產(chǎn)生重要的影響，而且它與母相之間的晶格錯合產(chǎn)生的形態(tài)變化也會產(chǎn)生重要的影響。但是，對這些組織形態(tài)的研究，主要是對具有高相體積率的鑄造Ni基超合金的研究，而對鑄造合金的研究則很少。因此，有研究報告對鍛造Ni基合金中的相組織形態(tài)的變化與晶格錯合的相互關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。
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