GH3625合金時(shí)效組織演變及其對(duì)蠕變持久性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-03-03 16:39
我國(guó)正在率先自主研發(fā)建造全球首臺(tái)高溫氣冷堆核電站示范工程HTR-PM,其控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)材料為含鈮固溶強(qiáng)化型GH3625鎳基高溫合金(以下簡(jiǎn)稱625合金),HTR在550°C-920°C工況下服役40年,合金材料經(jīng)歷高溫長(zhǎng)期時(shí)效作用,客觀上存在微觀組織退化導(dǎo)致蠕變性能不穩(wěn)定的瓶頸問題。本文運(yùn)用微觀組織分析和蠕變?cè)囼?yàn)研究手段,系統(tǒng)地研究了625合金在長(zhǎng)期服役條件下的沉淀相析出演變規(guī)律,著重探究析出相類型、形態(tài)及其含量對(duì)高溫蠕變持久性能的影響。利用SEM、TEM及XRD等現(xiàn)代分析手段,研究了625合金在650°C、700°C和780°C三個(gè)溫度下長(zhǎng)期時(shí)效過程中析出相的析出、演變和生長(zhǎng)特點(diǎn)。研究結(jié)果表明:不同溫度下625合金沉淀相的析出長(zhǎng)大過程都受擴(kuò)散過程控制,650°C和700°C時(shí)效過程中γ″相的粗化過程均符合LSW理論。780°C時(shí)效條件下,隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)δ相含量增加,并得到Avrami析出動(dòng)力學(xué)方程中時(shí)間指數(shù)n和δ相的析出速率α;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了沉淀相對(duì)蠕變持久性能的影響。在相同的蠕變?cè)囼?yàn)條件下,不同時(shí)效處理參數(shù)獲得的組織存在顯著差異而表現(xiàn)出不同的蠕變性能結(jié)果,其中700°C×...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景
1.2 高溫合金的概述
1.3 GH3625 合金簡(jiǎn)介
1.3.1 625 合金國(guó)內(nèi)外的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.3.2 625 合金主要強(qiáng)化元素的作用
1.3.3 625 合金中主要析出相類型
1.4 高溫合金的蠕變
1.5 研究意義及內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料和研究方法
2.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)思路
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 試驗(yàn)思路
2.2 時(shí)效處理試驗(yàn)
2.3 高溫蠕變持久斷裂試驗(yàn)
2.4 分析測(cè)試方法
2.4.1 金相組織分析
2.4.2 掃描電鏡(SEM)分析
2.4.3 透射電鏡(TEM)分析
2.4.4 X射線衍射(XRD)分析
2.4.5 硬度檢測(cè)
第3章 GH3625 合金時(shí)效組織研究
3.1 625 合金熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析
3.1.1 高溫平衡相組成計(jì)算
3.1.2 析出相TTT曲計(jì)算
3.2 650 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.2.1 晶內(nèi)及晶界析出相演變
3.2.2 650 °C條件下γ″相的LSW粗化
3.3 700 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.3.1 晶內(nèi)及晶界析出相演變
3.3.2 γ″相的形核及其向δ相的轉(zhuǎn)變
3.3.3 700 °C條件下γ″相的LSW粗化
3.4 780 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.4.1 δ 相的析出與演變
3.4.2 δ 相的析出動(dòng)力學(xué)研究
3.5 不同溫度下時(shí)效硬化行為
3.6 本章小結(jié)
第4章 時(shí)效處理對(duì)625 合金蠕變持久性能的影響
4.1 時(shí)效處理后高溫蠕變性能研究
4.1.1 650 °C×300h時(shí)效
4.1.2 700 °C×120h時(shí)效
4.1.3 780 °C×300h時(shí)效
4.1.4 時(shí)效處理對(duì)蠕變性能影響分析討論
4.2 時(shí)效處理后高溫持久斷裂性能研究
4.2.1 650 °C×300h時(shí)效
4.2.2 700 °C×120h時(shí)效
4.2.3 780 °C×300h時(shí)效
4.2.4 時(shí)效處理對(duì)蠕變持久性能影響分析討論
4.3 蠕變持久斷裂微觀機(jī)理分析
4.3.1 斷口附近組織觀察及裂紋萌生分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Tensile Properties of Cast Alloy IN625 in Relation to δ Phase Precipitation[J]. Yi-Qiang Mu,Chang-Shuai Wang,Wen-Long Zhou,Lan-Zhang Zhou. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2019(04)
[2]中國(guó)核電發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 趙成昆. 核動(dòng)力工程. 2018(05)
[3]新型鎳鈷合金的高溫蠕變行為研究[J]. 劉慶,劉開芬. 鑄造技術(shù). 2014(05)
[4]一種鎳鈷基變形高溫合金蠕變變形機(jī)制的研究[J]. 徐玲,儲(chǔ)昭貺,崔傳勇,谷月峰,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2013(07)
[5]鎳基粉末高溫合金枝晶間亞穩(wěn)碳化物[J]. 馬文斌,劉國(guó)權(quán),胡本芙,吳凱,張義文. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]當(dāng)前我國(guó)燃煤火電機(jī)組降低CO2排放的途徑[J]. 毛健雄,毛健全. 電力建設(shè). 2011(11)
[7]時(shí)效對(duì)IN625合金組織結(jié)構(gòu)及拉伸性能的影響[J]. 郭巖,侯淑芳,周榮燦. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2010(12)
[8]我國(guó)高溫合金的發(fā)展與創(chuàng)新[J]. 師昌緒,仲增墉. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[9]核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)及世界核電發(fā)展動(dòng)向[J]. 史永謙. 能源工程. 2007(01)
[10]國(guó)際核能應(yīng)用及其前景展望與我國(guó)核電的發(fā)展[J]. 歐陽予. 物理通報(bào). 2007(01)
碩士論文
[1]GH625合金長(zhǎng)時(shí)高溫時(shí)效的研究[D]. 朱瑞明.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]GH4169合金δ相析出規(guī)律及其對(duì)高溫拉伸性能的影響[D]. 袁兆靜.沈陽理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3061582
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景
1.2 高溫合金的概述
1.3 GH3625 合金簡(jiǎn)介
1.3.1 625 合金國(guó)內(nèi)外的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.3.2 625 合金主要強(qiáng)化元素的作用
1.3.3 625 合金中主要析出相類型
1.4 高溫合金的蠕變
1.5 研究意義及內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料和研究方法
2.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)思路
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 試驗(yàn)思路
2.2 時(shí)效處理試驗(yàn)
2.3 高溫蠕變持久斷裂試驗(yàn)
2.4 分析測(cè)試方法
2.4.1 金相組織分析
2.4.2 掃描電鏡(SEM)分析
2.4.3 透射電鏡(TEM)分析
2.4.4 X射線衍射(XRD)分析
2.4.5 硬度檢測(cè)
第3章 GH3625 合金時(shí)效組織研究
3.1 625 合金熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析
3.1.1 高溫平衡相組成計(jì)算
3.1.2 析出相TTT曲計(jì)算
3.2 650 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.2.1 晶內(nèi)及晶界析出相演變
3.2.2 650 °C條件下γ″相的LSW粗化
3.3 700 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.3.1 晶內(nèi)及晶界析出相演變
3.3.2 γ″相的形核及其向δ相的轉(zhuǎn)變
3.3.3 700 °C條件下γ″相的LSW粗化
3.4 780 °C長(zhǎng)期時(shí)效微觀組織演變
3.4.1 δ 相的析出與演變
3.4.2 δ 相的析出動(dòng)力學(xué)研究
3.5 不同溫度下時(shí)效硬化行為
3.6 本章小結(jié)
第4章 時(shí)效處理對(duì)625 合金蠕變持久性能的影響
4.1 時(shí)效處理后高溫蠕變性能研究
4.1.1 650 °C×300h時(shí)效
4.1.2 700 °C×120h時(shí)效
4.1.3 780 °C×300h時(shí)效
4.1.4 時(shí)效處理對(duì)蠕變性能影響分析討論
4.2 時(shí)效處理后高溫持久斷裂性能研究
4.2.1 650 °C×300h時(shí)效
4.2.2 700 °C×120h時(shí)效
4.2.3 780 °C×300h時(shí)效
4.2.4 時(shí)效處理對(duì)蠕變持久性能影響分析討論
4.3 蠕變持久斷裂微觀機(jī)理分析
4.3.1 斷口附近組織觀察及裂紋萌生分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Tensile Properties of Cast Alloy IN625 in Relation to δ Phase Precipitation[J]. Yi-Qiang Mu,Chang-Shuai Wang,Wen-Long Zhou,Lan-Zhang Zhou. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2019(04)
[2]中國(guó)核電發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 趙成昆. 核動(dòng)力工程. 2018(05)
[3]新型鎳鈷合金的高溫蠕變行為研究[J]. 劉慶,劉開芬. 鑄造技術(shù). 2014(05)
[4]一種鎳鈷基變形高溫合金蠕變變形機(jī)制的研究[J]. 徐玲,儲(chǔ)昭貺,崔傳勇,谷月峰,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2013(07)
[5]鎳基粉末高溫合金枝晶間亞穩(wěn)碳化物[J]. 馬文斌,劉國(guó)權(quán),胡本芙,吳凱,張義文. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]當(dāng)前我國(guó)燃煤火電機(jī)組降低CO2排放的途徑[J]. 毛健雄,毛健全. 電力建設(shè). 2011(11)
[7]時(shí)效對(duì)IN625合金組織結(jié)構(gòu)及拉伸性能的影響[J]. 郭巖,侯淑芳,周榮燦. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2010(12)
[8]我國(guó)高溫合金的發(fā)展與創(chuàng)新[J]. 師昌緒,仲增墉. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[9]核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)及世界核電發(fā)展動(dòng)向[J]. 史永謙. 能源工程. 2007(01)
[10]國(guó)際核能應(yīng)用及其前景展望與我國(guó)核電的發(fā)展[J]. 歐陽予. 物理通報(bào). 2007(01)
碩士論文
[1]GH625合金長(zhǎng)時(shí)高溫時(shí)效的研究[D]. 朱瑞明.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]GH4169合金δ相析出規(guī)律及其對(duì)高溫拉伸性能的影響[D]. 袁兆靜.沈陽理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3061582
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