高温服役对HP40Nb炉管焊接接头组织及性能的影响

以一段服役7年左右的HP40Nb制氢转化炉管为对象,研究了高温服役过程对其焊接接头微观组织及力学性能的影响。观察分析了不同区域显微组织的特征和析出相的形态及分布情况,并测定了各区域的硬度、强度和冲击韧性等性能参数。结果表明:HP40Nb炉管焊接接头的熔敷金属中只有少量碳化物析出,而在母材中有大量的碳化物析出并聚集在奥氏体晶界上形成网链状;接头的抗拉强度只有少量下降,但其延伸率和冲击韧性均发生严重下降。     

含铝奥氏体不锈钢的强化相析出调控和蠕变性能研究进展

根据我国的能源结构，发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役，对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度，可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能，其与析出相(包括碳化物M₂₃C₆及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中，且具有较好的高温稳定性，那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知，含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体，进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量，研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控，提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因...     

时效处理对4A双相不锈钢σ相析出及性能的影响

对固溶处理后的4A双相不锈钢(DSS4A)进行不同温度(750~900℃)的等温时效处理,利用OM观测各个时效温度下σ相的析出行为,重点观测了σ相在850℃时效不同时间(1h、2h和4h)的析出过程,并通过SEM、EDS和TEM等检测手段对850℃、4h时效处理后的σ相析出形貌进行分析,揭示了σ相的析出特征及形成机理。最后对时效条件下4A双相不锈钢的力学性能和耐蚀性能也进行了相应研究。结果表明:σ相富Cr、Mo而贫Ni,属于四方结构,由高温铁素体分解而成;σ相析出量随时效温度的升高先增加后降低并在850℃时达到峰值,同一温度下时效时间越长,σ相析出越多;σ相使材料硬度提高,但材料抗拉强度、冲击韧性和耐腐蚀性整体呈下降趋势,其中冲击韧性对σ相析出尤为敏感。     

双相不锈钢高温时效σ相析出行为研究进展

双相不锈钢高温热加工过程中,σ脆性相的快速析出将损害其力学性能和耐腐蚀性能。采取合适的热加工工艺抑制σ相的快速析出具有重要意义。简要综述了高温时效双相不锈钢析出相的特点,高温时效过程中σ相的析出机理、σ相析出动力学、σ相析出影响因素以及σ相析出对材料力学性能和耐腐蚀性能的影响。化学成分、铁素体晶粒尺寸和体积分数,以及相应的热处理工艺等将影响高温条件下铁素体向σ相的分解。升高固溶温度,能在一定程度抑制高温时效过程中σ相的析出。     

Al对GH4169合金冲击性能的影响

研究了Al对GH4169合金晶界相的析出和冲击性能的影响.结果表明,提高Al含量可抑制晶界δ相的析出,促进晶界Laves相、M7C3相和σ相等有害相的析出;随着Al含量的提高,GH4169合金的室温冲击性能明显降低,冲击断口由穿晶型转变为沿晶型.提高Al含量所导致的Laves相等有害脆性相的析出降低了晶界强度,使晶界裂纹更容易萌生和扩展,降低了GH4169合金的冲击韧性.     

乙烯裂解炉管运行失效研究及焊接修复

乙烯裂解炉管由于服役环境恶劣,长时间运行后容易产生破损需要进行修复,但在焊接修复时极易开裂,为了找出其易开裂的原因,本文用扫描电镜和金相显微镜观察分析了HP40Nb乙烯裂解炉管服役前后的组织性能变化,并通过热力学计算对试验结果进行分析,找出了焊接性能恶化的原因,并制定热处理工艺改善其焊接性.结果表明:长时间服役后,炉管析出相为M23C6、M7C3和MC相,析出相严重长大粗化,沿晶界呈链状分布,使材料塑性几乎为0,这是导致焊接易开裂的主要原因;通过热处理改善碳化物的分布形态,可以有效提高旧管的塑性和焊接性;通过热力学计算得出,当基体中固溶的Cr质量分数大于10%时,为M23C6的析出过程,基体固溶的Cr质量分数小于10%时,为M7C3的析出过程.     

燃气涡轮叶片的服役损伤与修复

涡轮叶片是燃气轮机最重要的热端部件之一。它长期在不均匀的温度场、应力场以及燃气腐蚀和高温氧化的环境下工作,面临着蠕变、低周疲劳和高温腐蚀等多种失效威胁。系统地研究涡轮叶片在服役过程中的组织损伤与性能退化规律是揭示其失效机理、探索适宜的恢复热处理工艺以延长涡轮叶片使用寿命的必然途径。对目前已有的涡轮叶片服役损伤研究进行了总结,同时结合本课题组对不同类型的涡轮叶片长期服役后（空中飞行时间：1 200 h~20 000 h）组织和性能损伤评估的研究结果,对存在的各种服役组织损伤形式进行了归类和介绍,主要包括涂层的退化、拓扑密排相（TCP）的析出、二次反应区（SRZ）的形成,γ′相的粗化与筏排化,碳化物的分解与析出,蠕变孔洞与裂纹的形成等。此外,还总结了前人研究的服役涡轮叶片性能退化规律以及恢复热处理工艺。热端部件服役损伤的研究对燃气轮机关键部件的寿命管理和安全服役具有重要的指导意义和经济意义。     

超超临界电站用镍铁基高温合金TCP相和碳化物相析出的热力学计算

利用材料相图与性能模拟计算软件JMatPro,研究了难熔元素W,Mo,Nb和Fe含量的变化对一种新型镍铁基高温合金拓扑密排相(TCP)和碳化物相析出及高温性能的影响。结果表明:新型镍铁基高温合金晶内强化相为γ′相,晶界为M23C6碳化物;在合金中添加Mo,W,Nb均可提高合金的持久强度和屈服强度;增加合金中Mo,Nb,Fe的含量会提高Laves相和σ相的析出温度;为避免在长期服役过程中合金析出较多的TCP相,在合金中添加不超过0.6%(质量分数,下同)的Nb或不超过1%的Mo和W,以使TCP相的析出温度尽可能低于使役温度。     

Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的研究进展

Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金具有低密度、高比强度、高韧性和良好的抗腐蚀性能的特点,广泛应用于航空航天、交通运输和兵器领域。本文主要介绍近年来国内外Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的最新研究进展。超高强度铝合金基体上分布着纳米级的晶内时效析出相、亚微米级的高温析出相、微米级的结晶析出相和晶界析出相,这些相的形态、数量、尺寸和分布对合金的综合力学性能和抗腐蚀性能有直接的影响;主元素成分含量对超高强度铝合金综合力学性能有影响,合金的综合力学性能随Zn/Mg和Cu/Mg比值的变化而变化;微量元素能够提高超高强度铝合金的综合力学性能。微量元素对铝合金的影响主要体现在提高沉淀相的过饱和度,改变沉淀析出过程,促进或抑制沉淀相的析出和促进新相的沉淀析出。新制备技术能够显著细化晶粒、抑制偏析、析出相均匀分布和提高各种元素的过饱和度,从而改善超高强度铝合金的综合力学性能。强化固溶处理能够提高时效析出程度,从而提高铝合金的力学性能。三级时效处理后的超高强度铝合金具有峰值时效T6态的强度和优异的抗腐蚀性能。     

Inconel 625合金中析出相演变研究进展EI北大核心CSCD

本文综述了Inconel 625合金析出相的析出与演变行为,重点介绍了该合金不同类型析出相包括γ′相、γ″相、δ相、Ni2(Cr,Mo)相以及MC,M6C,M23C6型碳化物和Laves相;阐明不同成形工艺、热处理及高温蠕变过程中析出相的析出与演化行为,论述不同类型的析出相对合金性能的影响;指出Inconel 625合金快速成形及焊接过程中产生裂纹的主要因素,并提出未来重要的发展方向是如何通过选择与控制相析出来进一步提高Inconel 625合金的热强性和热疲劳性能。