【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(jìn)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(jī)組安全運(yùn)行和提高效率的關(guān)鍵。鎳基合金由于具有優(yōu)異的蠕變強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性能,成為了A-USC機(jī)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(xué)性能和機(jī)組的安全性是至關(guān)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(chǔ)成分為Ni-25Cr-20Co的740H型鎳基高溫合金,是一種很有應(yīng)用前景的A-USC機(jī)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(yīng)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(xué)性能的影響。此外,討論了該合金的蠕變斷裂機(jī)制。結(jié)果表明,在熱暴露過程中,有應(yīng)力和無應(yīng)力的條件下晶內(nèi)γ′相均發(fā)生了粗化現(xiàn)象,γ′相的粗化行為遵循擴(kuò)散控制的LSW生長動力學(xué)模型;與供貨態(tài)相比,標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(xué)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(jī)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(yīng)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(qiáng)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(yùn)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(qiáng)度,在晶界附近發(fā)生了較大的局部塑性變形,導(dǎo)致碳化物與PFZs界面處應(yīng)力集中,并成為了空洞和微裂紋的起源。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG132.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2740644