【摘要】：為了使燃煤電廠獲得更高的熱效率,減少二氧化碳的排放,發(fā)展700℃等級的先進超超臨界(Advanced ultra-supercritical,A-USC)電站是十分必要的。高溫部件材料是保證A-USC機組安全運行和提高效率的關鍵。鎳基合金由于具有優(yōu)異的蠕變強度和良好的耐腐蝕性能,成為了A-USC機組主要的候選材料。組織穩(wěn)定性對于保持材料在高溫長期服役過程中的力學性能和機組的安全性是至關重要的。因此,研究鎳基合金在長期服役條件下的組織穩(wěn)定性具有重要的意義。TG700A合金,作為一種基礎成分為Ni-25Cr-20Co的740H型鎳基高溫合金,是一種很有應用前景的A-USC機組候選材料。本文借助高溫持久性能測試和組織表征等方法研究了TG700A合金在770℃長時間時效和蠕變期間的組織演化情況,探討了應力對于該合金組織演化的影響;同時分析了時效處理對于組織演化和力學性能的影響。此外,討論了該合金的蠕變斷裂機制。結果表明,在熱暴露過程中,有應力和無應力的條件下晶內γ′相均發(fā)生了粗化現(xiàn)象,γ′相的粗化行為遵循擴散控制的LSW生長動力學模型;與供貨態(tài)相比,標準熱處理態(tài)的合金在熱暴露期間γ′相的粗化速率更快。在應力作用下,晶界附近的組織發(fā)生了顯著變化,晶界附近出現(xiàn)了析出相貧化區(qū)(Precipitate-free zones,PFZs)。通過化學成分和衍射圖像分析,確定了在PFZs中粗化和伸長的第二相粒子為γ′;同時討論了PFZs形成的主要機制。此外,PFZs的形成會影響其周圍M_(23)C_6碳化物的尺寸和分布。在應力的作用下,小角度晶界比例明顯增加。隨著時效時間的延長,合金的硬度呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。由于時效期間晶界M_(23)C_6的析出和長大,合金的室溫沖擊韌性逐漸降低,最后趨于穩(wěn)定。由于第二相粒子的強化作用,合金均表現(xiàn)出了較高的蠕變抗力,但是隨著時效時間的延長,蠕變表觀激活能先增加后降低。此外,在蠕變過程中的斷裂模式以沿晶斷裂為主;位錯通過平面滑移運動逐步在晶界處積累,由于碳化物的阻礙作用以及PFZs的低強度,在晶界附近發(fā)生了較大的局部塑性變形,導致碳化物與PFZs界面處應力集中,并成為了空洞和微裂紋的起源。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG132.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 魯金濤;楊珍;徐松乾;趙海平;趙新寶;谷月峰;;Inconel 740H合金在純水蒸氣環(huán)境中的高溫氧化行為[J];機械工程材料;2015年10期

2 郭巖;周榮燦;張紅軍;張周博;侯淑芳;王博涵;;鎳基合金740H的組織結構與析出相分析[J];中國電機工程學報;2015年17期

3 Xiao-Dong Xiang;Gang Wang;Xiaokun Zhang;Yong Xiang;Hong Wang;;Individualized Pixel Synthesis and Characterization of Combinatorial Materials Chips[J];Engineering;2015年02期

4 曹鐵山;方旭東;程從前;趙杰;;應力松弛方法研究2種HR3C耐熱鋼的高溫蠕變行為[J];金屬學報;2014年11期

5 譚梅林;王常帥;郭永安;郭建亭;周蘭章;;Ti/Al比對GH984G合金長期時效過程中γ′沉淀相粗化行為及拉伸性能的影響[J];金屬學報;2014年10期

6 黨瑩櫻;趙新寶;尹宏飛;魯金濤;嚴靖博;袁勇;楊珍;谷月峰;;A-USC鍋爐關鍵部件用候選合金金屬間相特征[J];中國電機工程學報;2014年23期

7 楊勇平;楊志平;徐鋼;王寧玲;;中國火力發(fā)電能耗狀況及展望[J];中國電機工程學報;2013年23期

8 毛健雄;;700℃超超臨界機組高溫材料研發(fā)的最新進展[J];電力建設;2013年08期

9 符銳;林富生;趙雙群;遲成宇;;Inconel 740H主要強化元素對熱力學平衡相析出行為的影響[J];動力工程學報;2013年05期

10 遲成宇;于鴻W

本文編號：2740644