添加钨对USC 141镍基合金力学性能的影响

参照USC 141镍基合金的化学成分,进行了热力学模拟计算。计算结果表明:钨能提高M23C6和M6C的转变温度,并促进γ′相和M6C的析出。在USC 141化学成分基础上,添加钨元素取代部分钼元素,设计了一种试验型镍基合金(HR 100)。通过室、高温力学性能测试、持久试验和析出相分析,对其力学性能和析出相进行了研究。试验结果表明:经相同热处理后,试验型镍基合金HR 100中的γ′相和M6C的析出明显多于USC 141,使其室温综合力学性能、高温强度以及持久寿命均明显优于USC 141,但同时大量析出的M6C会降低其高温和持久塑性。通过调整钨和钼的含量来调节M6C相的析出量,可以作为一种提高USC 141室、高温综合性能的方法。     

新型奥氏体耐热钢HR3C的研究进展

介绍了国内外新型高铬奥氏体不锈钢HR3C管材的研究现状及应用前景。HR3C钢的基本组织是以奥氏体为基,并具有析出细小、弥散分布的NbCrN、MX和M23C6三种强化相。在长期服役过程中有可能析出脆性相σ相,但是几率极小。由于在服役过程中组织稳定性良好,因此该钢种具有良好的高温性能、抗腐蚀性能以及可焊接性能,使其可以用于超超临界电站锅炉过热器和再热器管材中。     

添加钨对USC141镍基合金力学性能的影响简

 参照USC 141镍基合金的化学成分，进行了热力学模拟计算。计算结果表明：钨能提高M23C6和M6C的? 湮露龋⒋俳谩湎嗪蚆6C的析出。在USC 141化学成分基础上，添加钨元素取代部分钼元素，设计了一种试验型镍基合金(HR100)。通过室、高温力学性能测试、持久试验和析出相分析，对其力学性能和析出相进行了研究。试验结果表明：经相同热处理后，试验型镍基合金HR100中的γ′相和M6C的析出明显多于USC 141，使其室温综合力学性能、高温强度以及持久寿命均明显优于USC 141，但同时大量析出的M6C会降低其高温和持久塑性。通过调整钨和钼的含量来调节M6C相的析出量，可以作为一种提高USC 141室、高温综合性能的方法。     

12Cr2MoWVTiB钢的显微组织与持久强度

102钢的高温持久断裂试样的扫描电镜分析,X光结构分析和透射电镜观察分析认为,102钢持久强度曲线出现转折的原因是由于材料在高温应力长时间作用下,Mo、W元素从固溶体中析出,在晶界上形成块状和条状M,C碳化物,导致102钢固溶强化作用减弱,基体发生回复和再结晶软化所致。     

Al对T91耐热钢蠕变性能的影响

沪产T91钢脱氧后残留在钢中的铝含量相对较高，它优先与氮结合，影响了起析出强化作用的（Nb,V)(C,N)析出数量，是引起持久强度降低的原因之一。沿晶界分布的AlN是蠕变空洞的形核核心，它还促进在其上形核的M23C6开裂形成空洞，对沪产T91钢蠕变脆性的产生有重要影响。为提高国产T91钢的性能，必须选择适宜的脱氧方法，限制脱氧时加入的铝含量。     

P92钢的蠕变行为研究

在不同温度和压力条件下完成P92钢的蠕变及持久试验,采用SEM、TEM研究P92钢的强化机制及退化机制。持久试验外推强度同欧洲蠕变委员会公布的数据基本相同。Norton应力指数数值表明,高应力阶段的蠕变机制为位错蠕变。组织观察结果表明:P92钢的主要强化机制为位错强化及弥散强化,淬火得到的马氏体内部有高密度的位错,板条间的碳化物M23C6及弥散分布碳氮化物MX是P92钢热强性高的原因。随着位错密度的降低及析出相的粗化,P92钢的高温耐热性也降低。     

热处理工艺对1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢析出相及性能的影响

采用SEM、TEM、化学相分析、热力学计算等手段研究了不同回火工艺下的超超临界汽轮机组叶片用1Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体耐热钢中析出相的分布和性能。热力学计算表明,该叶片在620℃温度服役,合金中M23C6相的形成能要比Laves相的形成能低,M23C6相会在服役初期大量析出,但随着服役时间增加合金中的Laves相大量析出,析出数量将超过M23C6相。合金经过淬火、高温回火处理后组织为板条状回火马氏体。析出相主要由M23C6、Nb(C,N)和极少量的Laves相组成,M23C6析出数量随回火温度升高而增加。经过570、690℃两次回火处理,可提高合金的冲击韧性。     

长期时效对GH4586A合金组织及拉伸性能的影响

研究了GH4586A合金在750℃、800℃长期时效过程中室温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电镜对合金显微组织进行了观察;利用透射电镜对析出相进行了鉴定;通过物理化学相分析方法定量分析了长期时效过程中合金中相的质量分数.结果表明,该合金在750～800℃时效有μ相和σ相析出,并且随时间延长数量增加;在750～800℃长期时效过程中M23C6碳化物析出.M23C6主要在晶界析出且其析出量受时效温度及时间的影响;合金在750℃、1 500 h之内使用,强度和塑性可以匹配,超过1 500 h后由于μ相和σ相析出量明显增多,塑性迅速下降,合金不能作为转动件使用.     

1Cr11Co3W3MoVNbNB铁素体叶片钢620℃时效M23C6和MX第二相的析出行为

 采用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等研究了新型铁素体叶片钢在620℃长期时效过程中,M23C6碳化物和MX碳氮化物的析出行为。结果表明：620℃、2000h时效下,M23C6主要在时效过程中析出,且时效初期析出较快,而后缓慢析出,Nb(CN)相主要在热处理回火和时效初期析出;M23C6、Nb(CN)第二相620℃×2000h的热稳定性较好。     

GH128合金的析出相及其对力学性能的影响

本文采用金相显微镜,透射电镜、化学相分析、金属薄膜以及力学性能测试等方法鉴定了GH128合金的析出相。研究了μ相的析出规律、(?)_v值和应力与相析出速度的关系,以及析出相对力学性能的影响。结果表明,GH128合金时效后析出μ、M_6C、a_W和M_(23)C_6。它们与基体的取向关系是:(111)_γ//(001)_μ;(001)_γ//(001)_(M_6C),(110)_γ//(110)_(M6C);(100)_γ//(100)_(M23C6),(001)_γ//(001)_(M23C6)。μ相析出呈C曲线。析出温度范围是700～1050℃,析出峰为850～950℃。随(?)_v值增加,C曲线向时效时间短的方向移动,但不影响析出峰,应力加速μ相析出。合金持久性能的下降和时效后室温塑性降低,主要是μ相析出所致,但μ相对高温拉伸性能影响很小。     

高温长时效后GH2036M合金中的碳化物和持久蠕变性能的稳定性

加镁合金GH2036M合金经标准热处理和长期时效后的持久、蠕变性能比不加镁合金GH2036高;GH2036M合金600h内时效,持久强度和塑性变化缓慢,蠕变变形量减小;时效1000h,持久平均寿命缩短一半、持久塑性增加一倍以上,蠕变速度加快、变形量增大。TEM薄膜和SEM观察表明,在相同试验条件下,近似球形、直径小于20nm的VC弥散粒子和M23C6块状颗粒。沿γ的{111}面保持共格沉淀。提高错配度,以及补充析出量的增加,使GH2036M合金具有较高的持久、蠕变性能。GH2036M600h内无应力时效,细小VC粒子(4～20nm)的大量沉淀,使持久,蠕变性能变化缓慢;大于600h时效,尤其是1000h后应力时效,VC长大且沿位错聚集成条带,出现大于30nm的颗粒,晶内局部地区形成针状M23C6孪晶相,碳化物与Υ逐渐失去共格关系,导致持久、蠕变强度明显降低。     

固溶态S31042钢高温塑性波动大的原因分析

 为了研究S31042试验用钢短时高温拉伸塑性波动大的原因,采用体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜进行了断口形貌和微观组织观察分析,用X射线衍射分析了相应状态试样的萃取粉末。用Thermo-Calc热力学软件进行了相图计算。结果表明：大块簇状的含铌相颗粒分布在晶界和晶内时,固溶态S31042试验钢短时高温（700℃）拉伸塑性较低,伸长率仅28％,而且断裂试样的表面严重龟裂。当钢中的含铌相颗粒细小、独立分布时,短时高温（700℃）拉伸塑性较高,伸长率高达50％,断裂试样的表面没有龟裂。含铌相的形态是固溶态S31042钢塑性波动的原因。因此,改善含铌相颗粒的形态,有益于提高固溶态S31042钢的短时高温拉伸塑性。     

一种11%Cr马氏体耐热钢的组织和105h持久强度

研究了一种11Cr-6Co-2W-1Mo马氏体耐热试验钢的组织结构和蠕变性能。结果显示，该耐热钢微观组织为回火马氏体和少量分布在原奥氏体边界的δ-铁素体，析出相主要为M₂₃C₆、MX。基于不同温度与应力下短时蠕变测试结果，利用Larson-Miller参数法和新蠕变模型与Monkman-Grant关系式相结合的方法，预测得到该耐热钢于650℃下服役10⁵ h的持久强度分别为69和18 MPa;后者预测得到的持久强度更低，这是因为基于该模型得到的试验钢的应力指数，在低应力比区间的试验值远低于其高应力比区间的试验值。蠕变测试后试样微观组织和析出相的定量分析结果显示：不同应力比区间，钢中马氏体板条和析出相尺寸在高应力比区间随测试应力降低而粗化的速率明显低于其在低应力比区间的速率，表明这些组织结构演变特征是导致试验钢的应力指数在低应力比区间远低于其在高应力比区间的原因。     

TP310HCbN耐热钢Ф47mm×8mm管材700℃持久试验析出行为

通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析和硬度试验等方法分析了TP310HCbN耐热钢(/%:0.07C,0.39Si,1.20Mn,25.05Cr,20.40Ni,0.42Nb,0.266N)φ47mm×8 mm冷轧管经1 120~1 160℃固溶处理后在700℃0~19 570 h持久试验时的析出相。结果表明,TP310HCbN耐热钢700℃95~220 MPa持久试验时间在0~1 000 h时,随时间增加,硬度HV值由237增至255,当持久时间超过1 000 h,硬度趋于平稳;随着持久时间增加,该钢晶内析出物由颗粒状转变为棒状,并存在大量与位错相互作用的蠕虫状NbCrN析出物;生产的TP310HCbN耐热钢700℃-100 000外推持久强度为63.65 MPa满足标准要求。     

新一代超级超临界锅炉过热器用管材Inconel 740

简要介绍了一种将要在超级超临界蒸汽参数条件下使用的过热器管材Inconel 740合金在组织、力学性能和耐蚀性等方面的研究结果.合金在预计使用温度700～750℃之间的主要析出相为γ'、η、MC和M23C6,且具有较高的组织稳定性.合金的高温拉伸强度和塑性较好,750℃/105h持久强度高于100MPa.合金在700℃具有较好的耐煤灰/烟气腐蚀性能.     

C含量对690合金M23C6相析出行为的影响

摘要：为了研究0.011%～0033%范围内C质量分数对690合金M23C6相析出行为的影响规律，采用SEM、TEM、物理化学相分析和热力学计算等手段，考察了不同C含量与M23C6相析出数量及析出位置关系。结果表明，随着C含量增加，M23C6析出相质量分数增加、完全固溶温度提高，前者与C质量分数呈线性关系变化，后者则符合抛物线关系。C含量升高，M23C6相的吉布斯自由能下降，从基体中析出M23C6相这一固态相变过程的驱动力增大，在相同的保温时间下，促进M23C6相在更多位置上的析出及其析出形貌的显著变化。对于较高C含量的690合金，除在晶界和孪晶端部外，还可在孪晶内部观察到M23C6相析出现象，其析出相颗粒发生粗化的同时，相质量分数也逐渐增加。     

MarBN钢中MX和M23C6析出的热力学研究

摘要：通过扫描电子显微镜观察了MarBN钢M23C6的分布情况;分析了MarBN钢中MX、M23C6主要的形核位置;计算了MarBN钢中V、Nb和Cr的碳化物和氮化物在不同温度下的实际溶度积及平衡溶度积,由此得出MarBN钢在液相、固相前沿、固相中的析出规律,并与一些学者的实验结果对比验证。结果表明：在固相中,碳氮化物的析出顺序为NbN、NbC、VN、VC、Cr23C6,析出温度依次为1522、1472、1377、1122、1021.7K。另外,从热力学的角度阐明了不同正火温度下MX、M23C6的溶解程度;解释了学者实验观察到的“翅膀”状MX的形成过程。这为控制MarBN钢热处理过程及预测第二相析出行为提供了有效的理论依据。     

超超临界火电机组用关键锅炉钢性能分析

对T/P92、T/P122、S30432(Super 304H)、S31042(HR3C)、9Cr3W3Co等先进锅炉钢的性能进行了综合评述,对比分析了这几种钢管及其焊接接头的持久强度、抗腐蚀性能和常规力学性能数据,采用等温线法和Larson-Miller法外推了这些锅炉钢的10万h持久强度,探讨了这几种钢管许用应力的设定及在工程设计和应用的问题。     

合金元素对10％Cr铁素体耐热钢持久强度的影响

研究了钼、钒、铌对10％Cr铁素体耐热钢持久强度的影响。以0.05％C-10％Cr为基,加2％Mo可提高持久强度10～12kgf/mm~2,在0.05％C-10％Cr-2％Mo基础上单独加0.091％V或0.055％Nb可提高持久强度2～6kgf/mm~2,复合加钒和铌强化效果最大,持久强度提高4～10kgf/mm~2。持久强度的提高是由钼的固溶强化和钼、钒、铌的沉淀强化引起的。钢中的主要析出物有沿晶界、马氏体板条边界析出的M_(23)C_6和在铁素体内、晶界、马氏体内析出的Fe_2Mo、M_6C。Fe_2Mo、M_6C对维持高温长时间持久强度有重要贡献。这些析出物的聚集和长大将导致持久强度的降低。所以,持久强度的高低取决于钢中析出物的种类、大小、分布和聚集速度。     

高温与应力耦合作用下Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承钢微观组织演变

 对热处理态的高温Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承试验钢在500℃下进行不同应力的持久试验,采用内插法得到500℃,500h的断裂强度为1022MPa;借助金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等仪器观察试验钢持久试验前后的微观组织变化。结果表明：500℃条件下,随着加载持久应力由1150MPa降低至950MPa,试验钢断裂时间由96.4h延长至845.8h,基体中碳化物平均尺寸由0.3μm长大到0.5μm以上,所占面积分数由1.65%上升至3.85%;随着持久应力的降低及断裂时间的延长,马氏体板条束发生剪切变形—碎化—重新排列的变形过程,位错密度呈下降趋势;持久断裂前后,试验钢基体中析出相均为M6C型碳化物。