目前,世界上最先進的商用超超臨界燃煤電站再熱蒸汽溫度為620℃,我國也已批復建設世界上首臺再熱溫度為630℃的超超臨界燃煤火電機組示范項目。為進一步提高熱效率,降低煤炭消耗,火力發(fā)電的蒸汽溫度仍需不斷提升。我國正在開展再熱蒸汽超過630℃、熱效率超過50%的燃煤發(fā)電技術(shù)攻關(guān),其中難度最大的是用于主蒸汽管道、集箱等厚壁部件材料的開發(fā)。當金屬溫度超過650℃,馬氏體耐熱鋼已不能滿足設計要求;奧氏體耐熱鋼熱膨脹系數(shù)高,時效脆性大;而鐵鎳基合金中的γ’相易導致組織和性能長時失穩(wěn),特別是焊接熱影響區(qū)（HAZ）液化問題,都不適合鍋爐集箱和主蒸汽管道等大口徑厚壁管選材,因此亟需開發(fā)一種新型固溶強化型鎳基耐熱合金,同時滿足高溫強度、現(xiàn)場焊接等工程需要。C-HRA-2耐熱合金是我國自主研發(fā),已開展多輪次工程化制造,是我國650～680℃溫度鍋爐集箱和主蒸汽管道的候選材料之一。本研究以C-HRA-2耐熱合金為研究對象,針對該合金的成分優(yōu)化、熱變形行為、熱處理制度、長時組織穩(wěn)定性和持久強度性能等開展系列研究。研究結(jié)果表明:（1）通過Thermo-Calc熱力學計算軟件研究了該合金在650～700℃產(chǎn)生的平衡... 

【文章來源】：北京科技大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１不同材料在各溫度應力下的１０萬小時持久蠕變強度［ｌ６］??如圖２－１所示，超超臨界電站機組用耐熱材料可分為三大類：鐵素體耐??

?北京科技大學博士學位論文???為提高電站的經(jīng)濟可行性，鋼鐵研宄總院專門研發(fā)了?Ｃ－ＨＲＡ－２合金以適用于??６５０°Ｃ溫度段的應用，而不是簡單地把７００°Ｃ溫度段使用的Ｃ－ＨＲＡ－３合金移??用。??目前，我國超超臨界鍋爐耐熱材料體系己建立完畢，如圖２－２所示。圖??中Ｃ－２是Ｃ－ＨＲＡ－２合金的簡稱，同理Ｃ－３為Ｃ－ＨＲＡ－３合金的簡稱。Ｇ１１５為??我國自主研制的Ｇ１１５馬氏體耐熱鋼，在２０１８年己經(jīng)開始投入到《大唐６３０°Ｃ??超超臨界二次再熱國家電力示范項目》的建設當中去。在下一階段，Ｃ－ＨＲＡ－??２合金將作為我國建設６５０°Ｃ超超臨界電站大口徑管的主要候選材料。??「大?ｎ?徑管?＂；????．?．?！?Ｃ－２?．?Ｃ－３?．??■?Ｉ?＊?Ｉ??ｊ?Ｇ１１５丨?丨?；??｜?Ｔｈｏｍｓ?Ｐ９２?＾?｜?：?ｉ??Ｉ?Ｐ２２?；?Ｐ９１?Ｉ?ＩＩＩ?Ｉ??■?＞???－?—?：：：??…ｉ?ｌ?＿＿Ａ?Ａ?麵＿＿Ｌ．丨山圓?Ｌ圓川圓??５．８０?６００?６１０?￥２８?６５０?６７０?７?００?７５０?＿?全??；Ｔ２２?ｔ２ｂ?１??！?丨?：??！??．．．．．ｎ?１９２?ｊ｜?ｃ－５?｜?＾?—?！??！?——＿＾１０２?Ｊ?—?？Ｍ３２＇?１?ｊｆ?！???：：Ｔ＾２＿．ｉ?；?—」??圖２－２我國超超臨界鍋爐耐熱材料體系??２．３?Ｃ－ＨＲＡ－２耐熱合金的元素設計??鎳基耐熱合金中通常會有十多種添加元素，如圖２－３［２３］所示，這些元素??可分為固溶進奧氏體基體１ｙ相的Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、

?泛Ｌ?Ｖ?Ｃｒ?Ｆｅ?Ｃｏ?Ｎｉ????６．６６?５．６６?４．６６??２．２２?１．７１?０．６６??７５—??Ｙ?ｎｚｒ／?Ｎｂ：?Ｍｏ?Ｒｕ????４．６６?＾６６???Ｈｆ?Ｔａ?Ｗ?Ｒｅ?Ｉｒ????５．６６?４．６６?３．６６??１＾６６???□?Ｅｌｅｍｅｎｔ?Ｅｌｅｍｅｍ?Ｅｌｅｍｅｎｔ?ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ??ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ?ｔｏｙ?Ｉ?１?ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ?ｔｏ?ｙ１?ｔｏ?ｇｒａｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｙ??圖２－３鎳基耐熱合金中各元素的位置和作用??Ｃｏ：鈷是一種具有密排六方（ＨＣＰ）結(jié)構(gòu)的金屬元素，其與基體的原子半??徑差較小且可以和Ｎｉ完全互溶，所以Ｃｏ元素對合金有一定的強化作用。Ｃｏ??元素更重要的作用是為了降低基體的層錯能，層錯能的降低可以降低合金的??蠕變速率，提高蠕變抗力，從而延長合金的持久壽命［２７〗。此外Ｃｏ還可以提??高Ｃｒ和Ｃ的溶解度，從而抑制碳化物的析出量，碳化物析出量較多時會在??晶界上連接成片弱化了晶界｜２８１。同時Ｃｏ還可以改善合金的塑性和熱加工性??能丨２９］。??Ｍｏ和Ｗ：鉬和鎢都是難熔于基體的大尺寸元素和Ｎｉ的原子半徑差較??大，因此他們對基體有顯著的固溶強化效果。它們還擁有較高的熔點（Ｍｏ，??２６１９°Ｃ；?Ｗ，３４０７°Ｃ）和剪切模量（Ｍｏ，?１２５．６ＧＰａ；?Ｗ，１６０．６ＧＰａ）。Ｍｏ?原子??可以較多的溶于基體中，是Ｃ－ＨＲＡ－２合金中固溶強化貢獻最多的元素。Ｍｏ??和Ｗ元素雖然強化效果顯著，但不宜過多添加否則會析出一種有害相即ｐ相。??Ｍ？相是一種?ＴＣＰ?相（拓撲密排相，Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａ

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3616937