Al-Si涂层改性TP347H FG在650℃饱和蒸汽下的氧化行为研究

利用料浆渗铝法在奥氏体钢TP347H FG上制备了Al-Si涂层,结合氧化增重法、扫描电镜观察及XRD分析,研究了TP347H FG以及Al-Si涂层的饱和蒸汽氧化行为,并以高Cr含量的HR3C合金为参比对象。结果表明,TP347H FG基体抗氧化能力不足,外层疏松层瘤状氧化物Fe_3O_4与表面氧化膜下方内氧化物FeCr_2O_4呈双层结构,650℃氧化600 h后外层氧化膜发生严重剥落;制备Al-Si涂层后,试样表面形成保护性Al_2O_3氧化膜,可显著提升TP347H FG钢抗蒸汽氧化能力,并与HR3C相当;HR3C合金中较高的Cr含量促使HR3C在较短时间内,表面即形成致密连续的Cr_2O_3膜,氧化动力学遵循抛物线规律。     

稀土元素对HP40合金预氧化行为的影响

采用声发射技术原位检测稀土元素改性HP40合金经过不同氧化时间后,氧化膜在降温过程中的剥落行为。结果表明,添加稀土元素的合金经过1h预氧化后氧化膜结合强度并未得到明显提高。随着氧化时间的延长,稀土元素促进合金的内氧化,进而提高了氧化膜与基体界面结合强度。通过BSE观察发现,稀土元素促进氧化膜与基体界面内氧化产物(氧化硅)的形成。同时这种氧化硅提高了氧化膜结合强度,进而改变了氧化膜的剥落形式。     

稀土元素微合金化提高HP40合金高温抗氧化能力研究

通过扫描电子显微镜( SEM)、X光电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了稀土元素的添加对H-P40合金抗高温氧化能力的影响.1100℃氧化120 h后增重最小的试样(HP40+Y)单位面积增重约为16.24 g/m2,远低于未添加稀土元素试样在相同条件下的氧化增重( 36.45 g/m2),表明稀土元素的添加有效提高了合金的抗氧化能力.对试样氧化膜内部组成结构的分析发现,添加稀土元素后氧化膜表面存在一层完整的尖晶石氧化物,而未添加稀土元素的试样氧化后表层尖晶石不连续.另外,稀土元素促进了硅的内氧化,这种内氧化产物钉扎基体,增大了氧化膜与基体的接触面积,改善了氧化膜与基体界面的结合强度.     

700 ℃超超临界机组主蒸汽管道候选材料特性与服役性能研究现状

主蒸汽管道具有服役温度较高、壁厚较大等特点，其不仅要求管道具有良好的持久强度及抗氧化性能，而且对管道候选材料的加工、焊接、疲劳强度等性能提出了较高的要求。国内外相关机构开发以Inconel740H、GH984G、CCA617、Haynes282、HR6W等合金为代表的新型镍基与镍铁基高温合金因其优异的高温持久强度与抗氧化性能，被认为是先进超超临界燃煤发电机组关键部件的主要候选材料。本文考虑主蒸汽管道的尺寸特点、应用环境等因素，详细综述了5种合金材料的成分与组织、持久性能、抗蒸汽氧化性能、抗疲劳性能、应力松弛、焊接性能与加工性能。综合分析得出:Inconel740H合金虽然已经用于火电机组高温部件，但是其焊接填充材料的问题仍需要进一步研究；Haynes282合金的热膨胀系数较低，焊接性能优于Inconel740H合金，是比较有潜力的主蒸汽管道候选材料；对于700 ℃超超临界机组主蒸汽管道候选材料，在实际投产前仍需要进行大量实验研究。     

GH4169合金的研究新进展

GH4169合金是沉淀强化型镍铁基高温合金,在航空发动机、石油、核工业等领域已得到广泛应用。以往研究表明,当使用温度超过650℃时,其主要强化相γ"会发生相转变,使强化相的体积分数和强化效应下降,限制了合金在更高温度领域的应用。本研究在总结GH4169合金组织、析出相特征和相关性能的基础上,介绍δ相的析出和分布与合金性能的关系,总结了该合金的成分改性特点,对该合金在700℃甚至更高温度/低应力下长期使用的可能性做出了展望。     

700℃先进超超临界机组末级过热器用新型镍铁基高温合金的组织与性能

研究了700℃先进超超临界(A-USC)机组末级过热器用新型镍铁基HT700T高温合金的组织和性能。结果表明:HT700T合金为析出强化型合金,在750℃的组织稳定性较好;合金在750℃时的屈服强度为598 MPa,且热暴露3 000 h后其屈服强度仍约为400 MPa;合金在750℃/105h的持久强度为103 MPa;在750℃热暴露104h后,室温冲击功为50 J·cm-2,较热暴露前的略有下降;合金的750℃抗蒸汽氧化性能达到完全抗氧化级,在750℃/2×105h模拟烟灰/烟气条件下的金属腐蚀深度约为0.2 mm; HT700T合金的综合性能基本满足700℃A-USC机组末级过热器的服役性能要求,其工业试制锅炉管已在试验平台上正常运行超过15 000 h。     

700℃先进超超临界电站用高温合金焊接研究进展

综述了现有的700℃先进超超临界电站用主要候选高温合金材料焊接技术的研究现状,总结了近期在焊接研究及工程中发现的新问题,并提出了需要进一步优化及改进的方向。从工艺焊接性和使用焊接性两方面分别介绍了CCA 617合金、Inconel 740及其改型740H合金、Haynes 282合金的焊接性能以及存在的问题,并为材料的进一步工程应用提供了一定的参考价值。     

A-USC锅炉关键部件用候选合金金属间相特征

文中总结了目前国内外先进超超临界(A-USC)锅炉关键部件用候选合金(Inconel 740/740H、CCA 617、Nomonic263、Haynes 230及GH 2984等)经标准热处理、无应力时效及持久实验后的组织特征和演化规律。结果表明:这类材料为了满足部件服役条件下对高温强度的要求,多采用析出强化设计,析出相种类繁多(如γ'、η、σ、μ及G相等);这些析出相的形貌、数量、尺寸及相间元素的分布等在高温长期时效或服役条件下均会发生明显变化,从而对合金的性能和服役行为产生重要影响。提出有必要进一步分析上述各相的演变规律及其作用,通过调整合金成分或热处理制度来优化组织结构,抑制或消除有害相的析出,提高合金的高温性能。