我国700℃超超临界锅炉过热器管用高温合金选材探讨

简要介绍和比较了国内外700℃超超临界电站过热器和再热器管候选材料GH2984、Haynes 230、CCA 617、Nimonic 263、Inconel 740及其改型合金Inconel 740H的组织、持久强度和耐腐蚀性能等研究结果,对几种材料的强度、耐腐蚀性能、工艺性能和使用经济性进行了分析,并阐述了中国在发展700℃超超临界燃煤电站时锅炉用高温合金的选择.结果表明：Inconel 740H合金具有的持久强度最高、耐蚀性能最好,工艺性能和使用经济性良好,比Inconel 740合金具有更好的长期组织稳定性,它应是中国700℃超超临界锅炉过热器和再热器首选的管材;针对700℃超超临界机组用关键材料,提出了尽早开展自主研制,实现关键材料国产化的建议.     

粉末冶金铍铝合金相界面微观应力场的有限元分析

针对粉末冶金铍铝合金建立铍颗粒球形粒子填充铝基复合材料有限元模型,采用线弹性轴对称有限单元,计算铍铝合金复合材料在拉压两种情况下铍粒子与铝基体界面处的应力场,定性讨论界面脱粘、裂纹形成与扩展的力学原因。研究结果表明,在拉应力场中,第一主应力与von Mises应力在偏离赤道45°附近同时取得最大值,此处是界面最容易脱粘和屈服最先发生的区域;在压应力场中,von Mises应力与拉伸场相同,而第一主应力变化很小,法向应力在压缩场中变为负值;近界面的颗粒与基体受到此消彼长的法向应力相互作用。     

一种新型燃煤锅炉管材镍基高温合金740的发展与研究

简要介绍了一种将要在超级超临界参数为37.5MPa/700℃条件下使用的过热器管材新型镍基高温合金在力学性能、组织稳定性和耐腐蚀等方面的研究成果.研究结果表明:合金在750℃时的持久强度大于100MPa/105h;合金在700～750 ℃的主要析出相为MC、M23C6、γ'和η相,且具有优异的组织稳定性;合金在700℃具有较好的耐煤灰/烟气腐蚀性能.实验室为了提高合金的组织稳定性,对合金740的成分进行了调整,通过增加Al/Ti比,即适当提高Al含量、降低Ti含量,并压低Si含量,并且Al和Ti与Cr一起协同作用会使抗腐蚀性更好.     

粉末冶金铍铝合金拉伸性能的有限元模拟

采用ANSYS有限元软件分析在微观状态下粉末冶金铍铝合金的强度、内部应力场与颗粒形状、颗粒体积分数及基体强度的关系。该方法简单易行,并能够详尽地给出材料内部应力和应变场的分布细节,为材料的微观结构设计和力学性能改善提供理论支持。结果表明,颗粒的尖锐化会导致颗粒的尖端应力集中,致使低应力水平下材料在尖端处发生断裂。因此,在材料制备的过程中,应采用球形颗粒或对颗粒进行钝化处理;同时,由于颗粒和基体弹性模量的差异,使应力主要集中在颗粒上,而应变主要分布在基体上。通过模拟,比较不同颗粒体积分数和不同基体强度模型的屈服强度。结果表明,颗粒体积分数和基体强度的增加有助于提高铍铝合金的强度。     

Ni对Be-Al合金组织和性能的影响

通过室温拉伸试验与金相显微镜和扫描电镜观察分析，研究了不同Ni含量的铸态Be-Al合金的显微组织和力学性能。结果表明，铸态Be-Al合金的组织由Be相镶嵌在Al相基体中组成，Ni主要分布在Be相中起强化作用。Ni含量对Be—Al合金的室温抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度有较大影响，Ni含量在4％时合金的性能最佳。合金室温下的断裂是由Al相的延性断裂和Be相的解理断裂构成的混合型断裂。     

粉末冶金铍铝合金的铍铝界面结构

采用TEM、HRTEM和EDS对热等静压制备的粉末冶金铍铝合金界面进行了研究.结果表明:界面上没有发生界面反应,界面结合良好.铍铝界面分为两类:一类为铝的[110]面和铍的[001]基面相结合,界面保持半共格关系；另一类界面由BeO和A12O3薄膜构成.     

700℃先进超超临界锅炉过热器管用新型镍基高温合金GH750的组织和性能研究

GH750是一种我国自主研发的、可以应用于700℃先进超超临界锅炉过热器/再热器管的新型镍基高温合金。研究新型镍基高温合金GH750的组织和性能。研究结果表明:GH750合金的组织由奥氏体基体和强化相γ′,以及微量的晶内和晶界MC、M23C6组成;力学性能优异,室温和高温强度高、塑性好;高温持久性能突出,760℃/10~5 h的持久强度超过100 MPa;在750~850℃高温长期时效后组织稳定性好,无有害相析出;长期时效至10 000 h时,室温拉伸性能变化小,冲击韧性短期下降后趋于稳定。     

MnO2形貌对LiMn2O4电化学性能的影响

用3种不同形貌的电解MnO2(EMD),采用高温固相法合成了尖晶石LiMn2O4正极材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)法分析了材料的结构和形貌,研究了MnO2形貌对LiMn2O4充放电性能的影响.结果表明:3种EMD均可得到纯相LiMn2O4;EMD与合成的LiMn2O4在形貌和颗粒度上具有对应性;由EMD(F)所制备的LiMn2O4(F)的首次放电比容量达到122 mAh/g,50次循环后仍保持在118 mAh/g.EMD(F)是合成LiMn2O4正极材料较理想的原料.     

新型镍基高温合金在950℃和1000℃的氧化行为

利用热重分析法、XRD和SEM(EDX)研究了1种新型镍基高温合金在950℃和1000℃的高温氧化行为。合金在950℃氧化时，氧化增重遵循抛物线规律，表面氧化膜无剥落，在1000℃氧化时表面氧化膜出现剥落，仍近似遵循抛物线规律。氧化膜由Cr2O3，Ni，Co)Cr2O4，TiO2，SiO2和Al2O3组成，并有内氧化现象发生。合金在1000℃的氧化速度比在950℃时约高出1个数量级。根据氧化膜的组成进一步分析了合金的氧化机理。     

钛酸钡陶瓷离子缺位对晶界势垒的影响

利用电容-电压关系研究了施主Nb掺杂BaTiO_3陶瓷离子缺位对晶界势垒的影响,得出了样品在不同冷却速率下的晶界势垒高度和载流子浓度,其值与施主掺杂含量和样品的冷却速率相关,此结果可由在高、低施主掺杂含量下,晶粒边界处和晶粒体离子缺位的区别来解释。