本文關(guān)鍵詞：火電傳熱管用新型鐵鉻鎳合金高溫蠕變性能的研究

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【摘要】：與傳統(tǒng)火電機(jī)組相比,超超臨界火電機(jī)組因節(jié)能減排方面的巨大優(yōu)勢(shì)備受世界各國(guó)的重視。超超臨界火電機(jī)組若要實(shí)現(xiàn)更高的熱效率,機(jī)組傳熱管材料需能夠耐受更高的溫度和壓力。Super304H合金是超超臨界火電機(jī)組傳熱管首選材料之一,但其組織內(nèi)析出物的形狀、大小、分布等仍需改進(jìn)。本課題組考慮到以降C增N的形式提高合金的碳當(dāng)量能夠提升固溶強(qiáng)化效果,促進(jìn)彌散強(qiáng)化相Nb(CN)的析出,同時(shí)改善晶界貧鉻現(xiàn)象,決定在Super304H合金成分的基礎(chǔ)上降C增N,研發(fā)了新型鐵鉻鎳合金CHDG-A05合金和CHDG-A06合金。為模擬兩個(gè)新型合金的服役條件,探究其實(shí)際組織性能,本文對(duì)Super304H合金、CHDG-A05合金和CHDG-A06合金的顯微組織、短時(shí)拉伸性能和高溫蠕變行為等進(jìn)行了對(duì)比分析。Super304H合金經(jīng)1050℃、0.5 h的固溶處理,其晶粒度為7.5級(jí),晶內(nèi)存在少量孿晶,晶界處留有少量M23C6; CHDG-A05合金經(jīng)1100℃、0.5h的固溶處理,其晶粒度為4.5級(jí),晶內(nèi)存在大量孿晶,晶界處無(wú)M23C6析出；CHDG-A06合金經(jīng)1150℃、1 h的固溶處理,其晶粒度為6級(jí),晶內(nèi)存在大量孿晶,晶界處無(wú)M23C6析出。室溫下,Super304H合金、CHDG-A05合金和CHDG-A06合金的抗拉強(qiáng)度分別為597MPa、576MPa和551MPa,屈服強(qiáng)度分別為273MPa、298MPa和273MPa,斷后伸長(zhǎng)率分別為47%、47%和51%。650℃下,三種合金的抗拉強(qiáng)度分別為409MPa、399 MPa和396MPa,屈服強(qiáng)度分別為203MPa、212MPa和209MPa,斷后伸長(zhǎng)率分別為36%、36%和37%。Super304H合金、CHDG-A05合金和CHDG-A06合金在650℃、多個(gè)應(yīng)力水平下進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn),得到其蠕變極限σ1×10-4650分別為114MPa、139MPa、141MPa,蠕變極限σ1×10-5650分別為67MPa、100MPa、15MPa;持久強(qiáng)度σ1×104650分別為126MPa、125MPa、125MPa,持久強(qiáng)度σ1×105650分別為88MPa、84MPa、96MPa。三種合金的蠕變性能CHDG-A06合金CHDG-A05合金Super3O4H合金。三種合金中的主要強(qiáng)化相為M23C6、Nb(CN)和富銅相。隨著合金中C含量的降低、N含量的增加,M23C6的析出量明顯減少,Nb(CN)和富銅相的長(zhǎng)大速度變化不大。蠕變過(guò)程中三種合金中富銅相均大量彌散分布,尺寸極為穩(wěn)定。Super304H合金晶界處析出大量M23C6,晶內(nèi)Nb(CN)析出總量較少。CHDG-A05合金晶界處M23C6析出較少,穩(wěn)態(tài)蠕變階段,晶內(nèi)析出大量Nb(CN),有效阻礙位錯(cuò)移動(dòng)。CHDG-A06合金晶界處M23C6析出極少,晶內(nèi)Nb(CN)析出緩慢,蠕變初期主要依靠富銅相、孿晶界阻礙位錯(cuò)滑移,長(zhǎng)時(shí)問蠕變后Nb(CN)大量析出并起主要強(qiáng)化作用。綜上,CHDG-A05合金和CHDG-A06合金雖短時(shí)拉伸性能略低于Super304H合金,但較低應(yīng)力下的高溫抗蠕變性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)Super304H合金。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM621;TG141

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