重型燃气轮机用Ni-Cr-Co基高温合金组织稳定性研究

采用Thermal-Calc(TCW2)软件结合Ni基数据库(2003P)对Haynes 282合金的平衡凝固组织进行计算,并提供了Haynes 282合金等温时效组织转变曲线(TTT曲线),采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射和综合相分析方法研究了Haynes 282合金经过高温长期时效处理和在持久试验断裂后的微观组织。结果表明：Haynes 282合金在800℃下经过长期时效处理后会析出TCP相;Haynes 282合金中析出的针状相均为富含Mo元素的μ相;温度为700～800℃时,Haynes 282合金中μ相析出的尺寸和含量均会随时效时间的延长和温度的升高而增大,表明Haynes 282合金在高温长时应力作用下的组织不稳定性。     

热等静压温度对铍铝合金显微组织及力学性能的影响

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究了粉末冶金法制备铍铝合金过程中热等静压温度参数对合金的显微组织、力学性能的影响。结果表明,铍铝合金的抗拉强度、屈服强度均随热等静压温度的升高而降低,而延伸率明显增加。合金的断裂模式受热等静压温度的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。     

粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能

通过室温拉伸试验和扫描电镜观察与分析,研究不同铍铝配比对粉末冶金铍铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着铍含量的增加,铝含量的降低,铍铝合金的弹性模量、抗拉强度、屈服强度显著升高,延伸率降低。合金的断裂模式受成分配比的影响不大,断裂是由铝相的韧窝断裂和铍相的解理断裂构成的混合型断裂。铍铝合金实质上是由纯铍和纯铝构成的颗粒增强复合材料,可通过不连续颗粒增强复合材料的唯象模型对不同铍铝配比铍铝合金的弹性模量及应力-应变响应进行较为准确的预测。     

长期服役对30Cr1Mo1V钢疲劳断裂性能和组织的影响

研究了服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的组织结构与疲劳断裂性能.选取转子高应力段、高温段和中压段等3个典型部位的平面应变断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验.结果表明,高温段的性能劣化最严重,高应力段次之.微观组织观察表明30Cr1Mo1V钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,碳化物球化,晶界碳化物粗化严重,在高温段的晶界处发现了少量的蠕变孔洞,这些现象可能是材料力学性能退化的组织结构原因.可见,因工作温度和应力差异,转子不同部位性能下降和组织结构退化状态出现明显分化,温度影响最明显.     

汽轮机转子30Cr1Mo1V钢长期服役状态下的高温疲劳行为

研究了已服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的高温疲劳性能.选取高应力段、高温段和中压段等3个典型部位切向样品进行538℃条件下的低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验,试验结果表明,高温段的疲劳性能劣化最严重,高应力段次之.相应的微观结构观察发现,30Cr1Mo1V转子钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,这一现象在高温和高应力段材料中表现更为明显,碳化物粗化或球化严重,晶界碳化物呈连续链状分布,在高温段的晶界处还发现了少量的蠕变孔洞,这些微观结构现象应是材料性能退化的原因.     

Ni-Cr-Co基高温合金在含有水蒸汽的空气中的高温腐蚀行为

利用热重分析法、SEM(EDX)和X射线衍射研究了一种Ni-Cr-Co基高温合金在两种不同水蒸汽含量的空气中的高温腐蚀行为.结果表明:合金在750℃含有10%H₂O的空气中的腐蚀动力学规律为先遵从抛物线后遵从直线规律,试样表面形成Cr₂O₃层,并且有内氧化物生成.合金在775℃含有5%H₂O的空气中腐蚀时,试样表面致密的氧化层由Cr₂O₃,TiO₂和CoCr₂O₄组成,同时也发生了内氧化现象.水蒸汽加速了合金的腐蚀速度.整个腐蚀过程由元素通过氧化膜的传输控制.     

WASPALOY合金长期时效过程中的组织演变和性能变化

研究了WASPALOY合金在高温长期时效过程中的组织演变和相关性能的变化。结果表明：合金在704℃时效后显微组织稳定性良好,大、小γ’相生长缓慢,在760℃时效后大γ’相趋于在晶界处聚集长大;室温冲击韧度随时效时间的延长整体下降,为韧性断裂;室温硬度随时效时间的延长而降低;室温拉伸强度和塑性不随时效时间的延长而变化。     

一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能

研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能．结果表明，合金在593℃和704℃时效l000h后，主要析出相是γ′和MC，在704℃以上又析出了M23C6．合金在750℃时效l000h后晶界处开始析出η相，而在849℃时效l000h后晶内出现了大量的片状η相，呈魏氏体分布．γ′相随时效温度的增加生长迅速，且在849℃时效l000h后出现回溶．没有发现σ等脆性相的出现．随着时效温度的提高，合金的冲击韧性下降，由韧性断裂变为脆性断裂．室温显微硬度随时效温度的提高而降低，主要由γ′的长大所致；合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度．     

新型高温合金700℃时效组织及力学性能

利用微观组织分析和高温力学性能测试方法，研究了1种新型Ni—Cr—Co基高温合金在700℃长期时效过程中的组织稳定性及其一些力学性能。结果表明：试验合金在700℃时效过程中，析出物有MC，M23C6和γ’；晶内和晶界碳化物MC和M23C6的稳定性好，γ'的粗化为扩散控制的生长过程；在700℃时效初期，室温硬度变化小，随时效时间的增加而减小，这与γ'的粒度、形貌和分布有关；合金的高温拉伸强度和持久强度比Nimonic 263显著提高，且韧塑性好；试验合金在700℃具有稳定的显微组织和较高的高温力学性能。     

Inconel 740H主要强化元素对热力学平衡相析出行为的影响

对700℃等级超超临界电站过热器/再热器管材所用镍基高温合金Inconel 740H进行热力学相计算并研究了主要析出强化元素对其平衡析出相析出行为的影响.结果表明:合金中γ′相和M23C6碳化物稳定温度范围较宽;Al、Ti和Nb 3种元素对γ′相、η相和σ相的析出行为影响较大,而Co元素对其影响不大,其中Al对γ′相和σ相的析出和稳定有促进作用,对η相却有抑制作用,Ti和Nb对γ′相、η相和σ相均有促进作用;C对M23C6碳化物析出量的影响显著,而Cr对M23C6的析出温度影响显著.将Al、Ti、Nb、C和Cr的质量分数控制在一定范围内并适当减小Co的质量分数,可以使Inconel 740H合金的成分范围得到一定的优化.