700℃先进超超临界汽轮机转子锻件用铁镍基合金的高温组织稳定性研究

对MN1合金和MN2合金进行了700℃和750℃时效处理和高温持久实验。结果表明:MN1合金在700℃下经时效处理后针状η相和γ″相均长大,Laves相析出,其组织稳定性差;当MNI合金的保温时间达到5 000 h或温度提高至750℃时,η相明显粗化,晶界和晶内均析出大量块状Laves相,导致其在700℃下高温持久性能较低;MN2合金在700℃下经时效处理后,细小的γ′相弥散析出于基体,晶界为短棒状η相,此组织在750℃下稳定性良好;MN2合金在700℃、10~5 h条件下的外推持久强度可达127 MPa,可作为700℃超超临界汽轮机转子的备选材料。     

中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为

测试了中碳高强度弹簧钢NHS1的超高周(109 cyc)疲劳破坏行为,并利用FESEM对疲劳断口进行了观察.NHS1钢的S-N曲线呈台阶型,在109 cyc内疲劳极限消失.疲劳断口分析表明,在高应力幅区,实验钢的疲劳破坏主要起源于基体表面;而在低应力幅长寿命区,疲劳破坏主要起裂于试样内部的夹杂物,形成"鱼眼"型断裂.在夹杂物周围存在一个粗糙的粒状亮区(GBF).GBF区边界的应力场强度因子为3.6 MPa·m1/2,与疲劳寿命无关,该值与疲劳裂纹扩展的门槛值相等;"鱼眼"边界的应力场强度因子同样与疲劳寿命无关,约为10.6 MPa·m1/2.     

时效温度对改进型Inconel 617合金的组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和电子万能试验机等研究了时效温度对改进型Inconel 617合金的组织与性能的影响.结果表明:经过1180 ℃的固溶处理后,合金组织中除个别尺寸较大的一次MC型碳化物外无其它析出相存在.时效处理温度对γ'相、M23C6和M6C型碳化物的尺寸、位置、数量、形态等有影响,在750 ℃时效处理后,合...     

夹杂物尺寸对60Si2CrVA高强度弹簧钢的高周疲劳性能的影响

利用旋转弯曲疲劳实验,研究了3种商业生产的60Si2CrVA弹簧钢的高周疲劳破坏行为.结果表明,虽然实验料的氧含量相同,但由于钢中夹杂物尺寸的差异,使其高周疲劳性能存在明显差异.随着夹杂物尺寸的减小,实验料的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高.夹杂物最为粗大的D-60料(平均夹杂物尺寸φin≈44.4μm),疲劳S-N曲线连续降低,疲劳断裂主要起源于钢中的粗大夹杂物,传统的疲劳极限消失;夹杂物最为细小的A-60料(φin≈15.4μm),疲劳断裂主要起源于表面基体,存在传统的疲劳极限.对于在低应力幅、高循环周次(约大于106)下,内部夹杂物引起的疲劳破坏,在夹杂物周围往往存在粗糙的粒状区域.     

60Si2CrVA高强度弹簧钢的超高周疲劳破坏行为

进行超声波疲劳和疲劳裂纹扩展速率实验,研究了3种60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳破坏行为. 结果表明,60Si2CrVA弹簧钢的超高周疲劳性能主要与其中夹杂物的尺寸有关,即随着夹杂物尺寸的减小,钢的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高.对于内部夹杂物引起的疲劳破坏,在低应力幅、高循环周次(约大于10°cyc)条件下,在夹杂物周围的鱼眼处往往存在粗糙的粒状区域(GBF).对于A-60钢,随着疲劳源夹杂物处应力场强度因子幅的减小,疲劳寿命增加;而GBF处的应力场强度因子幅并不随疲劳寿命变化而变化,基本为一常数(平均值为4.6 Mpa·m1/2),与疲劳裂纹扩展门槛值(4.3 Mpa·m1/2)接近.     

X12CrMoWVNbN10-1-1轮盘试制锻件组织与性能研究

针对120t电渣炉电渣重熔冶炼并锻造得到的规格为1900mm×500mm的X12CrMoWVNbN10-1-1轮盘试制件,研究了其不同部位的组织以及力学性能。结果表明,此轮盘锻件径向不同位置的成分和组织均匀性较好,且经过长时间锻后等温热处理能够实现完全的扩散型相变,热处理后的力学性能无明显差异。由于此锻件来源于电渣铸锭靠冒口侧,冶炼工艺控制不当导致氧含量较高。影响了材料的拉伸性能。     

固溶温度和冷却方式对转子用改型IN617合金晶粒尺寸及碳化物的影响

研究了不同固溶处理温度和冷却方式对转子用改型IN617合金晶粒尺寸及碳化物的影响。结果表明,随着固溶处理温度的升高,M_(23)C_6和M_6C先后回溶到基体中,且固溶温度高于1180℃时,细小的MC也可回溶。当晶界M_6C完全回溶到基体中后,失去钉扎作用的晶粒在高于1140℃的温度保温时会快速长大。固溶处理后较慢的冷速会使得晶界析出连续的碳化物,从而影响材料的力学性能。     

Al-Nb对700 ℃发电机组转子用GH706合金组织和拉伸性能的影响

试验的GH706合金(/%:0.034C、16.10Cr、41.13Ni、1.64Ti、2.93Nb、0.39Al)和改进型合金(/%:0.027C、16.30Cr、1.79Ti、2.05Nb、1.21Al)由200 kg真空感应炉熔炼并重熔成150 kg ESR锭,1 180℃ 16 h均匀化处理后锻成Φ15 mm棒材,并经980℃3 h,4 K/min冷至820℃2～10 h,空冷,720℃16 h炉冷热处理。结果表明,提高合金中的Al含量和降低Nb含量可促使γ′相析出;通过调整二级固溶处理的时间可控制η相析出,使合金具有良好的强塑性,在室温抗拉强度TS 1 200 MPa的水平下使断面收缩率接近30%。改进型合金在二级固溶处理为820℃2 h时,700℃抗拉强度为908 MPa,断面收缩率达54.8%。     

改型IN617合金大锭型的铸态组织及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪对700℃超超临界电站汽轮机转子用改型IN617合金三联工艺冶炼后的铸态组织和均匀化热处理后的微观组织变化进行研究。结果表明:采用三联工艺生产的7 t级自耗锭与两联工艺生产的5 t级电渣锭相比,偏析明显减弱,析出相主要为富Mo、Nb和Ti的一次MC型碳化物,碳化物呈不规则状或长条状,在枝晶间大量分布,且棱角比较尖锐;均匀化热处理后枝晶消除明显,块状及条状碳化物碎化,棱角钝化; 1180～1200℃保温48 h以上,可以作为此大锭型改型IN617合金均匀化热处理的工艺;处理后试样经大变形量压缩后无裂纹出现,表明该均匀化制度下的合金表现出良好的塑性。     

成分改进对IN 617合金组织及性能的影响

研究了提高Al+Ti含量对IN 617合金性能热处理后的组织与性能的影响,以及经过高温长时时效处理后的组织与力学性能的影响。结果表明,提高Al+Ti含量可提高合金内部γˊ相的含量和尺寸,析出强化效果明显,可显著提高合金拉伸强度和持久性能。 相比于单独提高Al含量,同时提高Al和Ti含量得到的合金高温组织稳定性更高,持久性能更优,可作为先进超超临界机组汽轮机转子的备选材料之一。