Inconel 740H合金750℃长期时效后的组织稳定性

对Inconel 740H合金管材在750℃进行500~3000h的无应力时效实验,采用热力学模拟,OM,FEG-SEM,显微硬度测定等方法研究了合金微观组织及显微硬度的变化趋势。结果表明:供货态(固溶处理)管材的合金成分及拉伸性能等均满足ASME要求,管材合格;长期时效后合金的主要析出相为γ′及M23C6,无η,σ等有害相析出。随着时效时间的延长,γ′粒子的粗化速率较快,其规律符合LSW熟化理论,M23C6相尺寸变化不明显;合金的显微硬度呈现先上升后下降的变化趋势,但整体波动较小。长期时效后合金组织及显微硬度的变化表明Inconel 740H在750℃/3000h条件下的组织稳定性较好,可用于进一步进行持久等长时力学性能的检验。     

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。     

超超临界锅炉用HR3C耐热钢的研究进展

介绍了一种超超临界锅炉用奥氏体耐热钢HR3C的析出相特征、组织演变、力学性能和抗氧化/腐蚀性能。该合金利用Z相(Nb Cr N相)和富Nb的碳、氮化物(MX相)及M_(23)C_6来进行强化,具有优异的力学性能。在长期服役过程和热暴露条件下,该合金析出的M_(23)C_6,以及少量有害相如σ相、G相等析出降低了力学性能。该合金具有优良的抗氧化和耐腐蚀性,其抗氧化性能优于Super304H和TP347HFG合金,抗烟气腐蚀能力优于TP347HFG。最后展望了该合金的优化和发展方向。     

TP347H钢600及650℃长时持久性能评估

本文利用日本国立材料研究所（NIMS）提供的不同批次、相同规格TP347H钢管持久断裂数据,对其在600 ℃及650 ℃长时持久性能进行分析,研究TP347H钢管持久断裂数据分散性及LM法常数项数值对评估可靠性的影响,其中,温度测试范围为600~750 ℃,最长断裂时间超过21万h。结果表明:与其他奥氏体耐热钢相比,TP347H钢持久试验数据点分布存在明显的分散性,同一测试条件对应的持久寿命可相差一个数量级及以上,相邻温区持久数据点部分重叠,因此对TP347H钢持久性能评估时需分批次进行;在使用LM法进行长时持久性能外推时,与通过数据拟合优化得到的C值相比,根据定义获得的C值在很大程度上可以降低对长时持久性能的过高估计。     

一种预测TP347H钢长时持久强度的方法

基于多区LMP法,利用TP347H钢的高温（700℃、750℃）短时（≤5×10^3h）试验数据预测其长时持久强度（600～750℃,5×10^3～2×10^5h）．结果表明：在应力-时间图中根据口／dT。的特定比值对应力分区,用低应力-长时区LMP参数中的C值计算长时持久强度,其预测值与真实值吻合良好;与传统的单区LMP法相比,多区LMP法的应用不仅显著降低了持久强度的过估倾向而且大大缩短了试验时间,为这类钢的长时持久强度评估提供了准确而有效的方法．     

9%—12%Cr铁素体耐热钢持久性能评估方法的研究

常规时间-温度参数法(TTP),如Larson-Miller Parameter(LMP)参数法以及Orr-Sherby-Dorn(OSD)方法对9%—12%Cr铁素体耐热钢进行持久性能预测时存在性能过估,且预测值与实测值之间存在明显差异,本文提出了LMP的分区及其C值优化,以及基于短时实验数据((?)5×10~3h)预测长时(5×10~3—1×10~5h)持久性能的方法.利用已有的持久性能数据,应用所提出的方法进行了应力与持久断裂时间及其相关参量的计算、作图及其比较.结果表明,单区LMP方法的C值随钢种而异;多区LMP方法的C值随钢种及实验应力区而异;基于短时实验数据((?)5×10~3h)预测长时(5×10~3—1×10~5 h)持久性能的预测值与实测值吻合;d[g(σ)]/d(P)随P的变化率可反映不同钢种持久性能的稳定性;LMP分区法及预测函数优化法的计算值与实测值的吻合性很好并进一步克服了利用给定温度下短时持久实验数据外推长时持久性能的过估倾向.     

HT700高温合金旋转摩擦焊接接头组织和力学性能的研究

用旋转摩擦焊接（RFW）方法对HT700高温合金进行焊接,并对焊接试样进行焊后热处理（PWTH）。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计、室温和750℃拉伸实验,对接头微观组织和力学性能进行系统研究。结果表明：焊态接头分为焊缝中心区（WCZ）、热力影响区（TMAZ）和热影响区（HAZ）3个典型区域,其中显微组织从等轴细晶粒（WCZ）、变形粗晶粒（TMAZ）逐渐转变为与母材类似的等轴晶粒（HAZ）;RFW过程中WCZ发生了动态再结晶及强化相的溶解,其中γ′强化相的溶解程度大于M23C6或MC碳化物;从焊接界面到母材,焊态接头的晶粒尺寸、形状和强化相分布等微观结构逐渐发生变化,γ′相的溶解导致焊态接头力学性能较差,且在750℃时,晶界滑动使其力学性能进一步下降;焊后热处理后,晶粒生长、强化相的再析出和焊后微观组织均匀化使得接头室温和高温拉伸强度显著提高,且接头高温延展性得到一定程度的改善。本研究可为HT700高温合金的高质量焊接提供新思路。     

Inconel 740H蠕变过程中晶界M23C6的粗化行为

为了解700℃超临界电站锅炉过/再热器用主要候选材料Inconel 740H晶界M_(23)C_6相在蠕变过程中的粗化行为,对通过真空感应熔炼和真空电弧重熔双联工艺制备的合金,在750℃/200 MPa条件下分别开展蠕变中断与蠕变断裂试验,并利用扫描电镜、透射电镜、能谱分析仪等测试方法对晶界M_(23)C_6相进行表征.采用Image-Pro Plus软件对相参量进行定量统计,进而分析其变化趋势.研究表明:在所研究温度、应力及时间范围内,随着蠕变时间的延长,晶界富Cr的M_(23)C_6相逐渐由粒状、短棒状发展成为长条、半连续的链状分布;粒子沿平行于晶界方向的长大速率明显高于沿垂直于晶界方向的长大速率,但二者的粗化均表现出尺寸三次方与时间之间呈线性关系的规律;相数量的增加与蠕变时间亦呈线性关系;与尺寸的粗化相比,相数量的增长较为缓慢,外加应力在一定程度上促进了M_(23)C_6的析出.     

水蒸气温度对700℃先进超超临界锅炉候选合金GH2984氧化行为的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对比研究GH2984合金在750℃和850℃纯水蒸气中的氧化行为。结果表明:GH2984合金的氧化动力学遵循抛物线规律;温度升高,Cr挥发加速,外氧化和内氧化的速率急剧增加,氧化膜的组成结构发生明显的变化。750℃时,合金表面形成单层致密的(Cr,Mn)_2O_3膜;温度升至850℃,氧化膜中空洞的数量大幅增加,氧化膜转变为由薄的外层Fe_2TiO_5和厚的次外层(Cr,Mn)_2O_3及薄的内层(Nb,Mo)_2O_5组成的三层结构。Ti,Al优先于晶界处发生内氧化,分别形成TiO_2和Al_2O_3;两种内氧化产物的尺寸和数量均随温度升高而增加。     

模拟烟灰/气腐蚀对Super304H钢高温持久性能的影响

本工作采用烟灰/气腐蚀-载荷协同作用试验装置,研究了模拟煤粉锅炉燃烧环境中烟灰/气腐蚀对Super304H钢650℃持久性能的影响,同时对比研究了相同温度下Super304H钢在静态空气中的持久性能。结果表明:在腐蚀环境中,不同应力下钢的持久寿命缩短,腐蚀效应对其持久寿命的影响随时间延长会更加显著;通过双对数法推算出Super304H钢在模拟烟灰/气腐蚀环境中的持久强度为80MPa,相比静态空气环境(140MPa)降幅约43%。静态空气中钢表面氧化膜表面较平整,而模拟烟灰/气腐蚀环境中钢表面腐蚀产物相疏松多孔,并出现大量"瘤状"凸起产物。XRD结合EDS表明,模拟烟灰/气腐蚀环境中试样表面除富含Fe、Cr、Ni的氧化物以外,还分布着硫化物以及复合硫酸盐的腐蚀产物。在载荷作用下,腐蚀介质引起腐蚀层/金属界面孔洞形核速率加快,这是Super304H钢持久强度降低的主要原因。