高温合金GH 2984在750℃水蒸汽中的氧化行为研究

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究了GH 2984合金在750℃纯水蒸汽中的氧化行为。结果表明：GH 2984合金表面形成单一的Cr2O3膜,其中固溶有少量TiO2。在氧化膜下方的金属基体尤其是其晶界处Ti、Al发生内氧化,分别形成TiO2和 Al2O3。合金的氧化动力学近似遵循抛物线规律。文章探讨了瘤状/刀片状Cr2O3的形成原因及GH 2984合金在750℃纯水蒸汽中的氧化机制。     

GH3535合金700℃恒温氧化行为研究

利用增重法,研究了GH3535合金在700℃/700 h下的恒温氧化行为。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和同步辐射荧光(SRXRF)分析技术研究了GH3535合金高温氧化膜的氧化动力学、形貌及氧化物的组成。结果表明,GH3535合金在700℃/700 h氧化后表面氧化膜无明显剥落,氧化动力学曲线遵循立方规律,氧化膜厚度为5μm左右,无内氧化现象发生。700℃下,GH3535合金属于完全抗氧化等级。合金表面生成的氧化膜成分以Ni O、Cr2O3、Ni Cr2O4和Ni Mn2O4为主。     

加氧处理对700℃级超超临界锅炉合金GH2984饱和蒸汽氧化行为的影响

采用氧化增重法、X射线衍射、扫描电子显微镜研究了不同溶解氧浓度下700℃级超超临界锅炉用GH2984镍基合金的750℃饱和蒸汽氧化行为,结果表明： GH2984合金在不同溶解氧浓度(10ppb、5ppm)的水蒸气中生成的氧化层均为单层结构,主要由连续Cr2O3和少量弥散或局部聚集分布着Al2O3、TiO2内氧化产物组成。加氧处理会造成GH2984合金氧化膜厚度增加和内氧化现象明显,并使得表面零散分布的Fe2O3瘤状凸起消失,转而生成更多富Cr瘤状凸起。另外,水中溶解氧浓度上升未引起GH2984合金表面Cr2O3氧化膜的加速挥发,但降低了氧化膜中的TiO2含量。     

渗氮层对GH901合金在700℃下氧化行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等研究了GH901合金未渗氮试样和渗氮试样在700℃空气中的氧化行为。结果表明：未渗氮试样氧化动力学曲线遵循抛物线规律,渗氮试样符合直线规律。未渗氮试样基体表面由单一的Cr₂O₃和(Cr_0.88Ti_0.12)₂O₃氧化层组成,氧化层表面有少量TiO₂生成,氧化过程由氧向内扩散和Cr、Ti向外扩散控制。渗氮试样由于渗氮层CrN、TiN相的出现使得合金氧化机理发生转变,氧化速率显著增加,表面氧化层呈现3层结构：Fe₂O₃外层、NiFe₂O₄内层、Ti-Cr混合氧化物组成的内氧化区,氧化过程由氧向内扩散和Fe、Ni向外扩散控制。     

GH3230合金超温循环氧化行为研究

试验测定了GH3230合金超温至1200 ℃循环氧化动力学,采用SEM、XRD和EPMA观察分析氧化行为及其对近表面层成分、组织的影响。结果表明,1200 ℃循环热暴露使合金持续产生氧化失重,失重速率由高变低再逐渐增加,但100次超温产生的减薄量小于板材厚度波动的控制限度;热暴露后表面残留氧化物主要是Cr2O3和MnCr2O4;碳氧化产生的气体形成的法向压力、氧化物生长应力的增大以及大温差冷却产生的热应力的叠加作用导致外层氧化膜的不断开裂、剥离。同时,沿晶界发生明显内氧化,但氧化脱碳形成的Ni基固溶体层远大于内氧化的深度,可抑制内氧化物的致脆效应。     

喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45Nmm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4,MoO2,NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层的更快形成,减少了瞬态氧化期。     

CuBiAl合金在700—900℃空气中的氧化行为

采用金相试验、扫描电影能谱和热重分析法研究了CuBiAl合金在高温空气中的氧化行为,结果表明,在700～900℃空气中CuBiAl合金的氧化优先在不同组织的界面处发生,而且铜比铝更容易被腐蚀掉。     

3种700℃级超超临界燃煤锅炉备选高温合金煤灰腐蚀行为

研究了3种700℃超超临界燃煤锅炉备选高温合金Inconel 740,CCA 617,GH 2984在760℃现役机组煤灰腐蚀介质中的高温腐蚀行为。结果表明:镍基合金Inconel 740和CCA 617均能形成保护性的Cr2O3氧化膜,局部点蚀为其主要失效形式。点蚀区域氧化膜为多层结构,由外到内依次为Ni(Co)O、Cr2O3(TiO、Al2O3)以及少量内层硫化物;较高Cr、Al含量提高了Inconel 740合金的耐蚀性能;挥发性产物与氧化膜微区溶解降低了CCA 617合金氧化膜的致密性。GH 2984合金因含有较多的Fe未能形成保护性的氧化膜,氧化膜分层生长,且出现了严重的剥落现象。     

GH4169合金表面氧化色变化行为研究

针对不同温度和时间加热后的GH4169合金试样表面氧化色变化行为进行分析,对试样表面氧化色图片的采集、描述方法进行探讨,并对试样硬度随加热时间的变化进行了研究。结果表明：400～850℃加热后的GH4169合金试样表面均有金属光泽,颜色变化较丰富且与加热温度和时间之间具有一定的对应关系;900～1200℃加热后的试样表面颜色差别不大,均无金属光泽并呈灰黑色;在加热时间相同的情况下,400～800℃加热后的试样硬度值差别不大,850～1200℃加热后,随加热温度的升高试样的硬度值下降较明显;根据试样实际情况,结合试样表面颜色、状态及硬度值的变化可以为判断其经历的温度环境提供可靠的判据,在试样表面具有金属光泽且硬度值差别不大时主要以表面颜色和状态为依据,试样表面无金属光泽且呈灰黑色时则以硬度值为主要判据;此外,采用规范的图片采集过程,利用设计印刷标准色谱对表面氧化色的定量分析和UV加膜印刷技术能够较好地描述合金表面颜色的变化及存在的微小差异。     

镍基合金Inconel617B在700℃超临界水环境中的氧化行为研究

开展了镍基合金 Inconel617B 在 700 ℃/25 MPa 超临界水环境氧化实验研究。利用电子天平、SEM、XRD、XPS 以及 AFM 对金属氧化动力学、氧化膜微观形貌、物相成分进行了分析。结果表明：700 ℃时镍基合金 Inconel617B 的氧化动力学介于抛物线和直线规律之间。氧化物主要为 NiO、NiCr₂O₄以及 Cr₂O₃,同时存在少量的Ni(OH)₂、CoO以及Ti O₂。随着氧化时间的增加,氧化膜物相发生变化。三维形貌观察表明,氧化膜的生长源于金属离子的向外扩散。     

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。     

700℃超超临界机组用镍基合金转子锻件制造过程中常见问题解析

介绍了700℃超超临界机组汽轮机用大型镍基合金锻件制造过程中的常见问题,分析了冶炼、锻造及热处理工艺过程中的技术难点,以期获得高质量的镍基合金锻件产品。     

Fe-Y合金在800℃空气中的氧化行为

研究了Fe-5Y和Fe-10Y合金在800℃空气中的氧化行为。结果表明：二元Fe-Y合金氧化动力学曲线不规则,此温度下Fe-10Y合金的氧化速率高于Fe-5Y合金的氧化速率。Fe-5Y合金及Fe-10Y合金形成了相似的氧化膜结构,且它们都发生了内氧化现象。同时合金未形成单一的Y₂O₃层,这归结于Y在Fe中非常低的溶解度及合金中两相共存而阻碍了Y通过合金向外扩散。     

一种GH4169G合金的组织与蠕变行为

通过对等温锻造GH4169G合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了GH4169G合金的组织结构及蠕变行为。结果表明:经等温锻造和直接时效后,GH4169G合金晶粒具有不均匀特征,且在晶内存在孪晶,并有粒状δ相在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度。经不同条件蠕变性能测试后,根据稳态蠕变期间的应变速率,测定出合金在稳态期间的蠕变激活能和应力指数分别为Q=532.7 kJ/mol和n=12.1。合金在蠕变期间的变形特征是不同取向的孪晶变形和位错滑移,随蠕变进行,形变位错密度增加,且在晶界附近发生位错堆积,并产生应力集中,致使微裂纹在晶界处萌生及扩展,直至蠕变后期发生沿晶断裂。     

三元Cu-Ni-Fe合金在700-900℃空气中的氧化

研究了三元双相Ｃｕ－３０Ｎｉ－２５Ｆｅ合金在７００－９００℃空气中的氧化,在相同温度下合金的氧化速度都低于纯铜的,７００－８００℃的氧化动力学为抛物线规律,在９００℃初期为抛物线规律,后期变为线形规律,氧伦膜最外层为乎纯的氧化铜;内层是由三种金属组元的氧化物及组元间的复合氧化物所构成的混合区域,另外,在外氧化膜下面发生了Ｆｅ和Ｎｉ的内氧化,而内氧化区前沿的合金中仍保持为双相结构,该合金中难以发生Ｆ     

Inconel 740H在700℃关键部件验证试验平台中的性能演变研究

为了进一步评估700℃先进超超临界火电机组选材的可用性和选材方案的科学性,对在华能南京电厂700℃关键部件验证试验平台上运行的候选管样进行定期取样和检测。采用力学性能测试和显微组织分析相结合的方法,对不同运行时间(0、10 000、24 000 h)的Inconel 740H过热器管进行测试、对比和分析。结果表明:Inconel 740H在室温和700℃高温的屈服强度和抗拉强度随服役时间的延长缓慢降低;在运行10 000 h后,室温和高温冲击吸收功降幅显著,但当服役时间进一步延长至24 000 h时降幅较小。显微组织方面,随着服役时间的延长,Inconel 740H的变化主要表现在晶界碳化物M_(23)C_6的长大变多及晶内γ′相的粗化。总体来说,Inconel740H在运行24000h后的力学性能和组织的演化均趋于稳定。     

电渣重熔700℃超超临界锅炉材料GH4700氮化物夹杂研究

通过金相分析、扫描电镜及能谱分析,同时结合热力学计算,对电渣重熔700℃超超临界锅炉材料GH4700氮化物夹杂进行了研究.结果表明:在本试验条件下,真空锭和电渣锭中的夹杂物均为以Al2O3为核心的TiN夹杂;电渣重熔过程中,计算所得TiN回溶时间为1.22s;电渣重熔对TiN夹杂的去除几乎不起作用.     

Ti3Al基合金在700～850℃空气中的循环氧化行为

研究了2种成分相近的Ti3Al基合金(Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.3Si(摩尔分数)及Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.6Si在700～850℃空气中的循环氧化行为;重点考察了合金的循环氧化动力学行为;结合SEM/EDX及EPMA分析了循环氧化后样品的表面、断面微观形貌及断面成膜元素面分布.结果表明:2种合金在各氧化温度下表面生成了Al2O3和TiO2混合氧化物,Al2O3主要分布在最外层;在700℃下2种合金具有较好的抗循环氧化性能,而在800℃及以上的温度条件下,表面氧化膜易于开裂和剥落;合金在较高温度下表面氧化膜失效方式为膜层中微裂纹的复合及由于这一过程的反复进行而导致的氧化膜间物理分层开裂.     

GH4169G合金锻件的显微组织

研究了GH4169G合金锻件典型部位的晶粒组织和δ相的析出特征.结果表明,锻件因受变形量与散热速率的影响,存在完全再结晶与不完全再结晶两种晶粒组织.变形量越大,散热速率越慢,再结晶越完全;δ相的析出数量与形貌在不同位置存在较大差异,随锻造温度降低与冷却速度增加δ相数量增多,尺寸增大.     

一种镍基高温合金在850℃和950℃的氧化行为

利用热重分析法及x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM／EDX）等手段，研究一种镍基高温合金在850℃和950℃的高温氧化行为．结果表明，氧化动力学曲线遵循抛物线规律，随着氧化时间的延长，氧化增重变得缓慢．在850℃和950℃时氧化膜由三层组成，外层为复杂氧化物和尖晶石化合物等，中间过渡层和内氧化层均为Al2O3氧化过...