兩種新型核電用高溫合金的組織與力學(xué)性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-23 11:52
GHA和GHB是兩種新型鎳鐵基高溫合金。前者為固溶強(qiáng)化型高溫合金,后者為時(shí)效強(qiáng)化型高溫合金,兩者均主要應(yīng)用于制作核電站堆芯內(nèi)部的耐熱組件。本文主要研究了固溶條件對(duì)鍛制、熱軋態(tài)GHA組織的影響,以及合金在不同固溶條件下的力學(xué)性能;固溶和時(shí)效條件對(duì)鍛制、熱軋態(tài)GHB組織的影響,以及合金在不同固溶時(shí)效條件下的力學(xué)性能。為兩種合金的熱處理工藝的確定提供有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。主要研究結(jié)果如下:鍛態(tài)GHA經(jīng)過不同條件的固溶處理后,未發(fā)現(xiàn)任何析出相的析出。合金的晶粒尺寸隨固溶溫度的升高及固溶保溫時(shí)間的延長而增大。當(dāng)固溶溫度在1050℃1100℃之間時(shí),若保溫時(shí)間不超過1.5h,合金晶粒尺寸較為穩(wěn)定,晶界多為彎晶。而合金經(jīng)過熱軋后,晶粒尺寸對(duì)溫度變化更加敏感。熱軋后的合金在固溶溫度達(dá)到1050℃、保溫時(shí)間達(dá)到0.5h時(shí),軋態(tài)原始組織已經(jīng)完全消失。當(dāng)固溶溫度在10501080℃之間、保溫時(shí)間不超過2h時(shí),晶粒尺寸較為穩(wěn)定。對(duì)固溶條件均為1080℃保溫1h的試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn),鍛態(tài)GHA的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度要高于軋熱態(tài)合金,而熱軋態(tài)GHA的塑性要高于鍛態(tài)合金。熱軋態(tài)...
【文章來源】:沈陽理工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
美國高溫合金發(fā)展過程
第1章緒論-3-熔可以有效降低合金中有害雜質(zhì)含量,并且可以改善非金屬夾雜的分布狀態(tài)。從而提高合金的塑性和力學(xué)穩(wěn)定性。圖1.2前蘇聯(lián)早期發(fā)展的的渦輪葉片(a)和渦輪盤(b)用高溫合金Fig1.2Turbineblades(a)andturbinedisks(b)developedintheearlySovietUnion1.1.4我國高溫合金的發(fā)展圖1.3為我國高溫合金的發(fā)展歷程[11]。我國的高溫合金發(fā)展始于上世紀(jì)50年代,在經(jīng)歷了維修、仿制、改進(jìn)的艱苦階段后,最后走向自主研發(fā)的道路。在蘇聯(lián)的技術(shù)援助下,共和國的第一爐高溫合金GH3030(仿自Эи435)在撫順鋼廠冶煉成功,經(jīng)多方檢驗(yàn)合格后,成功應(yīng)用到WP5發(fā)動(dòng)機(jī)上[1]。隨后由于中蘇關(guān)系交惡,前蘇聯(lián)撤走了所有在華專家并停止了對(duì)我國高溫合金的供應(yīng),我國的高溫合金研發(fā)完全走上了獨(dú)立自主的道路。由于我國鎳資源不是很豐富,各大科研單位紛紛開展以鐵代鎳的研發(fā)工作。并成功研制了一批鐵基高溫合金,用于加工WP6、WP7等航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的渦輪盤、渦輪葉片等熱端件。上世紀(jì)后半期,我國開始試制一些北約國家的高溫合金,如GH4170(仿自Udimet710)、GH4093(仿自Nimonic93)、K409(B1900)等,這些合金對(duì)工藝要求更高,促使我國的工藝生產(chǎn)和質(zhì)量水平進(jìn)一步提高。進(jìn)入90年代后,我國自主設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)
沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-機(jī)試車成功,普通的變形合金和鑄造合金已經(jīng)無法滿足需求,于是各研發(fā)部門先后研制出了一些高性能的高溫合金,如DZ4125L、DZ417G定向凝固高溫合金,DD402、DD403、DD406單晶高溫合金,以及一些粉末冶金高溫合金。進(jìn)入21世紀(jì)后,伴隨著工業(yè)的發(fā)展,高溫合金從最開始的軍用領(lǐng)域開始走向多個(gè)民用領(lǐng)域。能源、化工、船舶,各個(gè)需要抗熱腐蝕材料的領(lǐng)域都給了高溫合金足夠的發(fā)展空間。多年來,我國的高溫合金發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的成就,形成了自己獨(dú)有的體系,合金型號(hào)多達(dá)上百種,不僅僅滿足了航空航天對(duì)其的需求,也滿足了其他大型燃?xì)廨啓C(jī)以及民用產(chǎn)業(yè)的需求[12]。圖1.3我國高溫合金發(fā)展歷程Fig1.3DevelopmenthistoryofhightemperaturealloysinChina1.2核電機(jī)組的發(fā)展及其對(duì)高溫合金性能要求核電的開發(fā)與利用始于上世紀(jì)50年代,美國與蘇聯(lián)分別建立了功率在300兆瓦以內(nèi)的原型核電站,驗(yàn)證了核能發(fā)電的可行性。進(jìn)入70年代后,由于原油價(jià)格上漲導(dǎo)致能源危機(jī),以及第二次科技革命過程中,石油、煤炭等燃料大量燃燒引發(fā)的環(huán)境問題,各國開始發(fā)展新能源[13]。核電作為一種新的無污染且已經(jīng)被證實(shí)了可行性的新能源,很快在世界各個(gè)國家得到了重視,核電從此開始了商業(yè)發(fā)展。目前世界上近30個(gè)國家在發(fā)展核電,裝機(jī)量超過400多臺(tái),其發(fā)電量已占世界總發(fā)電量的40%[14]。其中主要以壓水堆、沸水堆、重水堆以及石墨水冷堆為主。如美國的Model212、Model312,法國的CPY、P4標(biāo)準(zhǔn)型核電站。目前世界上運(yùn)行的核電站主要以第二代核電站為主。我國核電的發(fā)展起步較晚,文革過后的幾年,中央批準(zhǔn)了一大批民生建設(shè),這其中就包括秦山核電站和大亞灣核電站的建設(shè)。1991年,我國第一座核電站
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鍛造技術(shù)在航天運(yùn)載器中的應(yīng)用及展望[J]. 倪江濤,張文學(xué). 航天制造技術(shù). 2019(05)
[2]中國核電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J]. 電器工業(yè). 2019(10)
[3]航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 付青峰,楊細(xì)蓮,劉克明. 熱處理技術(shù)與裝備. 2018(03)
[4]IN625合金的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效效應(yīng)[J]. 龍老虎,高振桓,張波,鞏秀芳,范華. 東方汽輪機(jī). 2017(04)
[5]CM247LC單晶高溫合金中MC碳化物對(duì)γ/γ′共晶反應(yīng)的影響[J]. 馬德新,王富,溫序暉,孫德建,劉林. 金屬學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 薛廣彬,陳雪芹. 科技展望. 2016(13)
[7]基于全球發(fā)展趨勢(shì)的我國核電站發(fā)展策略探索[J]. 殷飛翼. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2015(23)
[8]我國核電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鐘宇航,黃及娟,姜蘭蘭. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2014(06)
[9]競(jìng)逐第四代核能[J]. 張慧. 能源. 2014(06)
[10]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 林宗虎. 自然雜志. 2012(02)
碩士論文
[1]熱軋27.5Cr-3.5Mo-2Ni超級(jí)鐵素體不銹鋼微觀組織及力學(xué)性能研究[D]. 駱毅.太原理工大學(xué) 2018
[2]某重載車輛差速器直齒錐齒輪齒面修形設(shè)計(jì)與鍛造成形工藝研究[D]. 郭子乾.重慶大學(xué) 2018
本文編號(hào):3453138
【文章來源】:沈陽理工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
美國高溫合金發(fā)展過程
第1章緒論-3-熔可以有效降低合金中有害雜質(zhì)含量,并且可以改善非金屬夾雜的分布狀態(tài)。從而提高合金的塑性和力學(xué)穩(wěn)定性。圖1.2前蘇聯(lián)早期發(fā)展的的渦輪葉片(a)和渦輪盤(b)用高溫合金Fig1.2Turbineblades(a)andturbinedisks(b)developedintheearlySovietUnion1.1.4我國高溫合金的發(fā)展圖1.3為我國高溫合金的發(fā)展歷程[11]。我國的高溫合金發(fā)展始于上世紀(jì)50年代,在經(jīng)歷了維修、仿制、改進(jìn)的艱苦階段后,最后走向自主研發(fā)的道路。在蘇聯(lián)的技術(shù)援助下,共和國的第一爐高溫合金GH3030(仿自Эи435)在撫順鋼廠冶煉成功,經(jīng)多方檢驗(yàn)合格后,成功應(yīng)用到WP5發(fā)動(dòng)機(jī)上[1]。隨后由于中蘇關(guān)系交惡,前蘇聯(lián)撤走了所有在華專家并停止了對(duì)我國高溫合金的供應(yīng),我國的高溫合金研發(fā)完全走上了獨(dú)立自主的道路。由于我國鎳資源不是很豐富,各大科研單位紛紛開展以鐵代鎳的研發(fā)工作。并成功研制了一批鐵基高溫合金,用于加工WP6、WP7等航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的渦輪盤、渦輪葉片等熱端件。上世紀(jì)后半期,我國開始試制一些北約國家的高溫合金,如GH4170(仿自Udimet710)、GH4093(仿自Nimonic93)、K409(B1900)等,這些合金對(duì)工藝要求更高,促使我國的工藝生產(chǎn)和質(zhì)量水平進(jìn)一步提高。進(jìn)入90年代后,我國自主設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)
沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-機(jī)試車成功,普通的變形合金和鑄造合金已經(jīng)無法滿足需求,于是各研發(fā)部門先后研制出了一些高性能的高溫合金,如DZ4125L、DZ417G定向凝固高溫合金,DD402、DD403、DD406單晶高溫合金,以及一些粉末冶金高溫合金。進(jìn)入21世紀(jì)后,伴隨著工業(yè)的發(fā)展,高溫合金從最開始的軍用領(lǐng)域開始走向多個(gè)民用領(lǐng)域。能源、化工、船舶,各個(gè)需要抗熱腐蝕材料的領(lǐng)域都給了高溫合金足夠的發(fā)展空間。多年來,我國的高溫合金發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的成就,形成了自己獨(dú)有的體系,合金型號(hào)多達(dá)上百種,不僅僅滿足了航空航天對(duì)其的需求,也滿足了其他大型燃?xì)廨啓C(jī)以及民用產(chǎn)業(yè)的需求[12]。圖1.3我國高溫合金發(fā)展歷程Fig1.3DevelopmenthistoryofhightemperaturealloysinChina1.2核電機(jī)組的發(fā)展及其對(duì)高溫合金性能要求核電的開發(fā)與利用始于上世紀(jì)50年代,美國與蘇聯(lián)分別建立了功率在300兆瓦以內(nèi)的原型核電站,驗(yàn)證了核能發(fā)電的可行性。進(jìn)入70年代后,由于原油價(jià)格上漲導(dǎo)致能源危機(jī),以及第二次科技革命過程中,石油、煤炭等燃料大量燃燒引發(fā)的環(huán)境問題,各國開始發(fā)展新能源[13]。核電作為一種新的無污染且已經(jīng)被證實(shí)了可行性的新能源,很快在世界各個(gè)國家得到了重視,核電從此開始了商業(yè)發(fā)展。目前世界上近30個(gè)國家在發(fā)展核電,裝機(jī)量超過400多臺(tái),其發(fā)電量已占世界總發(fā)電量的40%[14]。其中主要以壓水堆、沸水堆、重水堆以及石墨水冷堆為主。如美國的Model212、Model312,法國的CPY、P4標(biāo)準(zhǔn)型核電站。目前世界上運(yùn)行的核電站主要以第二代核電站為主。我國核電的發(fā)展起步較晚,文革過后的幾年,中央批準(zhǔn)了一大批民生建設(shè),這其中就包括秦山核電站和大亞灣核電站的建設(shè)。1991年,我國第一座核電站
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鍛造技術(shù)在航天運(yùn)載器中的應(yīng)用及展望[J]. 倪江濤,張文學(xué). 航天制造技術(shù). 2019(05)
[2]中國核電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J]. 電器工業(yè). 2019(10)
[3]航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 付青峰,楊細(xì)蓮,劉克明. 熱處理技術(shù)與裝備. 2018(03)
[4]IN625合金的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效效應(yīng)[J]. 龍老虎,高振桓,張波,鞏秀芳,范華. 東方汽輪機(jī). 2017(04)
[5]CM247LC單晶高溫合金中MC碳化物對(duì)γ/γ′共晶反應(yīng)的影響[J]. 馬德新,王富,溫序暉,孫德建,劉林. 金屬學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 薛廣彬,陳雪芹. 科技展望. 2016(13)
[7]基于全球發(fā)展趨勢(shì)的我國核電站發(fā)展策略探索[J]. 殷飛翼. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2015(23)
[8]我國核電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鐘宇航,黃及娟,姜蘭蘭. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2014(06)
[9]競(jìng)逐第四代核能[J]. 張慧. 能源. 2014(06)
[10]核電站的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J]. 林宗虎. 自然雜志. 2012(02)
碩士論文
[1]熱軋27.5Cr-3.5Mo-2Ni超級(jí)鐵素體不銹鋼微觀組織及力學(xué)性能研究[D]. 駱毅.太原理工大學(xué) 2018
[2]某重載車輛差速器直齒錐齒輪齒面修形設(shè)計(jì)與鍛造成形工藝研究[D]. 郭子乾.重慶大學(xué) 2018
本文編號(hào):3453138
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