本文關(guān)鍵詞：超超臨界火電用新型奧氏體耐熱鋼高溫氧化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國目前最主要的發(fā)電方式是火力發(fā)電,而大容量、高參數(shù)的超(超)臨界火電機(jī)組是當(dāng)前火力發(fā)電的重要發(fā)展方向,相應(yīng)的對(duì)機(jī)組設(shè)備關(guān)鍵材料的性能要求也越來越高,因此開發(fā)新型高溫耐熱材料就顯得很有必要。本文以Fe—18Cr—9.5Ni為基礎(chǔ),加入少量的Al并添加不同含量的Nb、N合金元素設(shè)計(jì)了五組奧氏體耐熱合金鋼。通過熱力學(xué)計(jì)算分析了復(fù)合氧化膜的形成條件,采用不連續(xù)氧化增重法、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)等方法系統(tǒng)地研究五組奧氏體耐熱合金的高溫氧化行為。結(jié)果如下:五組耐熱合金在700℃、800℃和900℃三種溫度下氧化100h后均未出現(xiàn)氧化膜剝落現(xiàn)象,說明氧化膜在高溫時(shí)沒有失效。氧化增重?cái)M合曲線均符合拋物線規(guī)律△m=at~b,擬合效果比較顯著。五組合金的平均氧化速率K+0.1g/m~2.h,均屬于完全抗氧化性級(jí)別。在700℃和800℃時(shí),五組合金氧化100h后的平均氧化速率較為接近,而在900℃時(shí)合金的平均氧化速率差異明顯,5#(0.44Nb0.119N)合金的平均氧化速率為0.032 g/m~2.h,明顯低于其他四組合金。五組耐熱合金中5#合金的氧化激活能最高,表面氧化反應(yīng)速率最慢,抗氧化性能最好。1#(0.32Nb0.096N)、3#(0.61Nb0.098N)、4#(0.47Nb0.057N)和5#(0.44Nb0.119N)合金900℃時(shí)均形成了較為致密的Al_2O_3氧化膜,合金表面生成的氧化膜主要為Al_2O_3、Mn_3O_4和(Fe0.6Cr0.4)_2O_3的混合氧化物。1#(0.32Nb0.096N)合金在氧化過程中還形成了少量的MnO2氧化物,降低了Al_2O_3氧化膜的連續(xù)性。2#(0.51Nb0.190N)合金由于本身不含Al,因此在900℃時(shí)并沒有形成致密的含Al_2O_3的內(nèi)層氧化膜,生成的復(fù)合氧化膜主要為(Fe0.6Cr0.4)_2O_3和尖晶石氧化物FeCr_2O_4。5#(0.44Nb0.119N)合金氧化結(jié)束后的氧化膜表面形貌較其他四組合金更為平整、均勻,表面顆粒狀氧化物尺寸也最小。經(jīng)過力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)表明,五組奧氏體耐熱合金室溫力學(xué)性能均不低于Super304H。
【關(guān)鍵詞】：超超臨界火電 奧氏體耐熱合金 高溫抗氧化 氧化膜
【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)】：TG142.73
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-24
• 1.1 國內(nèi)外超超臨界的發(fā)展歷程11-16
• 1.1.1 超超臨界的定義11-12
• 1.1.2 國外超臨界及超超臨界機(jī)組的發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.1.3 我國超臨界及超超臨界機(jī)組的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.1.4 超（超）臨界火電機(jī)組常用奧氏體耐熱鋼13-16
• 1.2 金屬的氧化理論分析16-19
• 1.2.1 高溫氧化的基本過程16
• 1.2.2 金屬高溫氧化理論16-18
• 1.2.3 耐熱鋼的高溫抗氧化性能研究18-19
• 1.3 耐熱鋼中各元素的作用19-21
• 1.4 本課題研究目的及內(nèi)容21-24
• 1.4.1 研究目的21-22
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及研究方法24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-26
• 2.1.1 材料的制備24-25
• 2.1.2 鍛造25
• 2.1.3 固溶處理25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法26-30
• 2.2.1 高溫氧化實(shí)驗(yàn)26-27
• 2.2.2 X射線衍射分析(XRD)27
• 2.2.3 掃描電鏡(SEM)及能譜分析(EDS)27-28
• 2.2.4 室溫拉伸實(shí)驗(yàn)28-30
• 第三章 奧氏體耐熱鋼的高溫氧化性能研究30-53
• 3.1 耐熱鋼的高溫氧化理論30-31
• 3.2 耐熱鋼高溫氧化熱力學(xué)分析31-34
• 3.3 耐熱鋼氧化膜理論分析34-36
• 3.4 耐熱鋼高溫氧化動(dòng)力學(xué)分析36-47
• 3.4.1 氧化動(dòng)力學(xué)曲線36-43
• 3.4.2 動(dòng)力學(xué)方程43-46
• 3.4.3 抗氧化性能評(píng)定及比較46-47
• 3.5 氧化激活能分析47-51
• 3.6 小結(jié)51-53
• 第四章 新型奧氏體耐熱鋼表面形貌及物相分析53-79
• 4.1 試驗(yàn)用 1#合金氧化膜分析53-57
• 4.1.1 1#合金氧化膜表面形貌分析53-54
• 4.1.2 1#合金氧化膜 EDS 分析54-56
• 4.1.3 1#合金氧化膜 XRD 分析56-57
• 4.2 試驗(yàn)用 2#合金氧化膜分析57-62
• 4.2.1 2#合金氧化膜表面形貌分析57-59
• 4.2.2 2#合金氧化膜 EDS 分析59-61
• 4.2.3 2#合金氧化膜 XRD 分析61-62
• 4.3 試驗(yàn)用 3#合金氧化膜分析62-67
• 4.3.1 3#合金氧化膜表面形貌分析62-63
• 4.3.2 3#合金氧化膜 EDS 分析63-66
• 4.3.3 3#合金氧化膜 XRD 分析66-67
• 4.4 試驗(yàn)用 4#合金氧化膜分析67-71
• 4.4.1 4#合金氧化膜表面形貌分析67-68
• 4.4.2 4#合金氧化膜 EDS 分析68-70
• 4.4.3 4#合金氧化膜 XRD 分析70-71
• 4.5 試驗(yàn)用 5#合金氧化膜分析71-76
• 4.5.1 5#合金氧化膜表面形貌分析71-72
• 4.5.2 5#合金氧化膜 EDS 分析72-75
• 4.5.3 5#合金氧化膜 XRD 分析75-76
• 4.6 分析與討論76-77
• 4.7 小結(jié)77-79
• 第五章 結(jié)論79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 索進(jìn)平，蔡恩禮，鄭志強(qiáng)，，趙存忠;頂頭的高溫氧化處理及其作用[J];鋼管;1995年01期

2 張根元,王育烽;高溫氧化處理氣氛的熱力學(xué)分析與控制[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期

3 曉敏;抗1200℃高溫氧化的鎳鉻合金[J];金屬功能材料;2002年02期

4 鄭逸

本文編號(hào)：283250