630～700℃超超临界燃煤电站耐热管及其制造技术进展

迄今,600℃超超临界是世界最先进商用燃煤电站技术。630～700℃超超临界燃煤电站研发将奠定我国火电技术的国际领先地位,对实现国家节能减排目标具有重要战略意义。耐热材料是制约火电机组蒸汽温度进一步提升的技术瓶颈,本文简述了国内外630～700℃超超临界电站耐热材料研制现状,指出了我国急需研发的关键耐热材料。阐述了作者团队在多年实践中总结的电站耐热材料"全流程选择性冶金过程设计和选择性强韧化设计"观点,重点介绍了在该设计观点指导下,我国成功研发了用于630～650℃的马氏体耐热钢G115~?,用于650～700℃的固溶强化型镍基耐热合金C-HRA-2~?、C-HRA-3~?,以及用于700～750℃的析出强化型镍基耐热合金C-HRA-1~?,系统构建了我国630～700℃超超临界燃煤锅炉耐热材料体系,并已成功制造了上述新型耐热材料锅炉管。     

长期时效对一种镍基合金的组织与性能影响

研究了一种镍基合金USC141在700℃长期时效过程中组织与性能的变化。结果表明,随时效时间延长,合金的室、高温强度一直保持在较高水平,而晶界碳化物的长大粗化以及逐渐连续成链状,会使得合金的塑性和韧性逐渐下降。时效过程中,合金中M_(23)C_6的析出量缓慢增加,而合金中M_6C型碳化物的演变过程包括3个阶段:(1)M_6C→M_(12)C转变阶段,主要由Mo和Ni元素的扩散进入引起,碳化物总量显著增加;(2)碳化物稳定阶段,碳化物类型以及析出量变化不大;(3)M_(12)C进一步析出、粗化阶段,主要由Mo元素的扩散进入引起,晶内新析出呈薄片状的M_(12)C碳化物。合金中的γ′相的析出行为也包括3个阶段:(1)γ′相快速析出长大阶段,同时颗粒大小趋于均匀化;(2)γ′相缓慢析出长大阶段,γ′相的尺寸和析出量缓慢增加;(3)γ′相粗化、融合阶段,相邻较小尺寸的γ′颗粒接触后融合成较大尺寸γ′颗粒,使得部分γ′相颗粒明显粗化以及总体颗粒尺寸的分布散度显著增加。     

700℃汽轮机转子用耐热合金的研究进展

700℃超超临界电站用高中压转子是汽轮机中的核心部件,高中压汽轮机转子材料的选择是当前的研究热点。新型铁素体系和奥氏体系耐热钢的研发促进了600℃超超临界火力发电机组的建设,而铁素体系和奥氏体系耐热钢已经不适用于700℃超超临界电站中高温部件的制造,必须考虑采用镍基耐热合金。文章着重分析了700℃超超临界汽轮机转子用耐热合金的技术特点,介绍了欧洲、美国和日本在700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的研发和工业制造方面所取得的最新进展,讨论了中国700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的发展趋势。     

钛质量分数对LF2合金微观组织与性能的影响

采用热力学计算软件对LF2合金中的析出相进行计算,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、微细相分析以及拉伸试验,对不同钛质量分数的LF2合金的微观组织和力学性能进行了研究,结果表明:LF2合金中γ′相以近球形在晶内弥散析出,尺寸约为20 nm,Laves相在晶界以纤维状和块状析出;随钛质量分数增加,γ′相数量增加,钛质量分数增加了0.92%,γ′相的质量分数是原来的1.35倍;Laves相数量增多,由纤维状变为短棒状。随钛质量分数增加,LF2强度增加,γ′相强化效果相对减弱,但γ′相仍然是最主要的强化相。     

层流冷却过程低碳钢相变模型的适用性分析

选取了现有典型的C-Mn钢相变过程的物理冶金模型,包括5组孕育期模型、7组相变动力学方程模型、5组相变后铁素体晶粒尺寸模型.利用自行开发的组织性能预报系统软件模拟计算了在3组实际冷却工艺条件下各模型的奥氏体转变过程,并对各模型进行了评价.结果表明,对于所设定的成分和工艺条件,适用性较好的孕育期模型是Kwon所提出的模型...     

P92耐热钢δ-铁素体含量的热力学计算与试验分析

采用试验方法研究了加热温度对P92钢中δ-铁素体含量的影响。试验结果表明,在900～1200℃温度范围内,随着加热温度的升高,δ-铁素体含量先减少后增多,呈U型变化,在1050℃附近δ-铁素体含量最少。采用Thermo-Calc热力学软件计算得到了P92钢的准平衡态相图,并对上述热过程进行了相计算,计算数据与试验结果吻...     

热连轧过程复合微合金碳氮化物析出的定量计算

以微合金元素的析出热力学和析出动力学为基础,针对Fe-Nb-V-Ti-Al-C-N合金系,定量计算了热连轧过程中(Nb,V,Ti)(C,N)和AlN在奥氏体中的析出行为,并进一步分析了热轧制温度对析出行为的影响。计算结果表明,对所研究的钢种成分和工艺条件,在加热过程中(Nb,V,Ti)(C,N)就已经析出,在粗轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)析出粒子平均半径逐渐减小,在精轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)基本达到平衡析出量,终轧后析出粒子平均半径保持在23 nm左右。轧制时的热变形增大了形核率,促进了析出,使析出粒子的平均半径减小。随加热和轧制温度的降低,(Nb,V,Ti)(C,N)的析出量有所增加,粒子平均半径减小。     

P92耐热钢δ-铁素体内的析出相

用透射电镜、扫描电镜和X射线能谱仪对P92钢在不同时效状态下δ-铁素体内的析出相进行了分析,结果表明,δ-铁素体内包含两种析出相,分别为VN与Laves相。VN呈短棒状,尺寸20～70 nm,较为稳定,Laves相平均等效直径在600℃下随时间的增加则有较大改变。此外,研究表明P92钢中的Laves相不但在晶界与亚晶界上析出,也在δ-铁素体晶内析出。     

700℃时效过程中HR100合金的碳化物析出行为

对经700℃时效不同时间后的镍基HR100合金中的析出相进行了定性与定量分析,研究了HR100合金中的碳化物在长期时效过程中的析出行为。结果表明,HR100合金中的M_6C型碳化物为亚稳相。在长期时效过程中,随着合金元素的扩散,HR100合金中的M_6C会逐渐转化为M_(12)C。而且在700℃时效1万h过程中,HR100合金中的碳化物的析出行为主要分3个阶段:快速析出与M_6C→M_(12)C转化阶段,相对稳定阶段,M_(12)C和M23C6进一步析出、长大阶段。另外,对不同类型碳化物中的合金元素配比在长期时效过程中的变化进行了分析,发现在(M_6C+M_(12)C)的粗化过程中,Cr元素和Mo元素起主要作用;而在M_(23)C_6的粗化过程中,Cr元素起主要作用。     

微合金钢热送热装模拟试验中组织演变的原位观察

采用共聚焦激光扫描显微镜对微合金钢铸坯冷装和热送热装过程不同热履历条件进行了试验模拟,对试验全过程中显微组织演变进行了原位观察,并采用光学显微镜观察了试样的室温组织和相变前奥氏体晶粒尺寸.结果表明:冷却相变过程中观察面出现表面浮凸;再加热前,模拟冷装试样已全部完成奥氏体向铁素体及渗碳体转变,而模拟热送热装试样仅发生部分奥氏体分解,原奥氏体形貌仍有所留存;重新加热及再次降温过程中,模拟冷装和模拟热送热装试样显微组织演变特征和最终组织也有所不同;模拟热装试样室温显微组织和相变前奥氏体晶粒均较模拟冷装试样粗大.