【摘要】：GH2107合金是一種新型的鐵鎳基變形高溫合金,主要應(yīng)用在700℃超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的渦輪葉片上。該合金是在GH2135合金的基礎(chǔ)上,通過(guò)降低2%的Al+Ti含量發(fā)展而來(lái)。為了進(jìn)一步提高合金在高溫下的組織穩(wěn)定性和力學(xué)性能,決定對(duì)合金成分進(jìn)行優(yōu)化。本文著重研究了Fe、Cr、B、P含量對(duì)GH2107合金組織和性能的影響規(guī)律,揭示了Fe、Cr、B、P的作用機(jī)制。論文的研究結(jié)果表明:GH2107標(biāo)準(zhǔn)熱處理態(tài)的組織主要有:γ基體、γ′沉淀相、MC和M23C6型碳化物。晶粒尺寸為40μm~80μm,晶粒呈等軸晶分布,有少量退火孿晶。適當(dāng)降低Fe含量,可抑制長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中有害的TCP相(μ相)的析出,提高GH2107合金的熱穩(wěn)定性。當(dāng)GH2107合金中Fe含量為41.6wt%,經(jīng)725℃/3000 h長(zhǎng)期時(shí)效處理后,TCP相開(kāi)始析出,時(shí)效至10000小時(shí)后,合金基體中析出大量的TCP相。當(dāng)Fe含量為35.3wt%,經(jīng)725℃/3000h長(zhǎng)期時(shí)效處理后,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TCP相的析出,時(shí)效至6000小時(shí)后,合金基體中才開(kāi)始析出少量的TCP相。富Fe可以降低其它元素的固溶度來(lái)促進(jìn)γ′相長(zhǎng)大,還可以適當(dāng)提高合金的硬度。對(duì)合金進(jìn)行高溫拉伸,拉伸斷口特征由韌窩狀向沿晶轉(zhuǎn)變。富Fe合金的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)更容易出現(xiàn)Orowan繞過(guò)機(jī)制。Cr元素可以促進(jìn)M23C6型碳化物在晶界處的析出。B元素主要以M3B2的形式存在于晶界處富集。B元素在晶界處附近產(chǎn)生的硼化物M3B2對(duì)鐵鎳基變形高溫合金GH2107的晶界有釘扎作用,阻礙晶粒長(zhǎng)大。少量B元素對(duì)該合金的持久性能有利,B和P的含量都不宜過(guò)高,最佳控制量應(yīng)在0.005%和0.023%附近。熱膨脹系數(shù)是衡量高溫合金性能的一個(gè)重要指標(biāo),Fe和Cr可以增加鐵鎳基變形高溫合金GH2107的熱膨脹系數(shù),B、P元素也有顯著的影響。
[Abstract]:GH2107 alloy is a new type of iron-nickel base deformed superalloy, which is mainly used in the turbine blade of 700 鈩，

本文編號(hào)：2305050