本文關鍵詞：耐熱疲勞焦罐襯板合金的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：襯板是干熄焦焦罐必不可少的部件。襯板長期處在極其惡劣的工作條件下,在1000℃左右的工作溫度與空罐溫度之間冷熱交替,還要承受紅焦的磨損和沖擊,極易發(fā)生氧化燒損、疲勞開裂,進而失效。因此,襯板材料須具有良好的耐高溫氧化性能及高溫力學性能。本文利用微合金化原理對奧氏體耐熱鋼進行成分優(yōu)化,研制新型耐用襯板合金。在Fe-Cr-Ni-Mn合金基礎上添加MO.V.N元素,利用正交實驗優(yōu)化了合金成分,最終選定Fe-0.3%C-20%Cr-4%Ni-4%Mn-2%Mo-1.5%Si-0.33%N-0.15%V合金為最優(yōu)成分,其空冷組織為奧氏體+少量碳化物。實驗證明,Mo元素可以提高合金硬度及高溫氧化性能,適量的V、N元素也對合金的這兩種性能有益。此外,設計了系列含Al奧氏體耐熱鋼,分析了Al含量對耐熱鋼性能的影響,最終確定了Fe-0.1%C-14%Cr-20%Ni-2%Mn-2%Mo-3.5%Al-0.7%Nb-0.15%Si-0.01%B為最優(yōu)成分。加入Al元素,合金可以在高溫條件下生成Al2O3及AlNi3化合物,使得合金耐間歇高溫氧化性能極大地提高,同時保證了穩(wěn)定的奧氏體基體,提高了合金耐熱疲勞性能。試驗表明,添加3.5%(質量分數(shù))Al的合金1000℃氧化速率降低了81.8%,硬度提高27.8%。耐磨性提高到約3.43倍。通過綜合對比,新型奧氏體耐熱合金高溫力學性能和熱疲勞性能等各方面性能均較好,可作為現(xiàn)用襯板合金的替代材料。
【關鍵詞】：耐熱合金 高溫氧化 奧氏體鋼 熱疲勞
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ520.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.1.1 干熄焦工藝9-10
• 1.1.2 常用干熄焦焦罐襯板合金及其失效形式10-11
• 1.2 耐熱鋼研究發(fā)展狀況11-18
• 1.2.1 耐熱鋼的分類及應用11-12
• 1.2.2 提高耐熱鋼性能的途徑12-13
• 1.2.3 耐熱鋼中合金元素的作用13-16
• 1.2.4 奧氏體耐熱鋼的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 研究意義及內容18-19
• 1.3.1 研究意義18
• 1.3.2 研究內容18-19
• 第二章 實驗設備與方法19-23
• 2.1 試樣制備19-20
• 2.1.1 原料配比19-20
• 2.1.2 試樣制備20
• 2.2 性能測試20-21
• 2.2.1 高溫連續(xù)氧化試驗20-21
• 2.2.2 高溫間歇氧化試驗21
• 2.2.3 硬度和耐磨性能的測量21
• 2.2.4 熱震試驗21
• 2.3 微觀分析檢測方法21-23
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)分析21-22
• 2.3.2 合金顯微組織及微區(qū)成分分析22-23
• 第三章 Fe-Cr-Ni-Mn系耐熱鋼的成分優(yōu)化23-37
• 3.1 新型奧氏體耐熱鋼鋼的成分優(yōu)化24-36
• 3.1.1 合金元素含量范圍的選擇24-26
• 3.1.2 正交實驗結果及極差分析26-29
• 3.1.3 合金間歇氧化曲線與氧化膜生長機制分析29-32
• 3.1.4 合金組織類型的確定32
• 3.1.5 最優(yōu)合金成分的確定32-36
• 3.2 本章小結36-37
• 第四章 Al對奧氏體襯板合金組織與性能的影響37-51
• 4.1 含AL奧氏體襯板合金成分設計38-43
• 4.1.1 合金成分選擇38-39
• 4.1.2 Al元素對合金硬度及耐磨性的影響39-41
• 4.1.3 合金的耐間歇高溫氧化性能41-42
• 4.1.4 合金組織的確定42-43
• 4.1.5 合金最終成分的確定43
• 4.2 AL量對合金組織的影響43-45
• 4.2.1 Al元素含量對合金微觀組織的影響43-45
• 4.3 最優(yōu)合金鑄態(tài)組織及元素分布45-47
• 4.4 合金耐氧化機理分析47-49
• 4.4.1 3.5%Al-耐熱合金氧化膜物相組成分析47-48
• 4.4.2 氧化膜形貌分析48-49
• 4.5 本章小結49-51
• 第五章 新型合金與現(xiàn)用合金的性能對比51-55
• 5.1 新合金與現(xiàn)用合金的性能對比51-54
• 5.2 本章小結54-55
• 第六章 結論55-57
• 參考文獻57-61
• 附錄A61-63
• 致謝63

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