700℃汽轮机转子用耐热合金的研究进展

700℃超超临界电站用高中压转子是汽轮机中的核心部件,高中压汽轮机转子材料的选择是当前的研究热点。新型铁素体系和奥氏体系耐热钢的研发促进了600℃超超临界火力发电机组的建设,而铁素体系和奥氏体系耐热钢已经不适用于700℃超超临界电站中高温部件的制造,必须考虑采用镍基耐热合金。文章着重分析了700℃超超临界汽轮机转子用耐热合金的技术特点,介绍了欧洲、美国和日本在700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的研发和工业制造方面所取得的最新进展,讨论了中国700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的发展趋势。     

重轨开坯轧制的有限元模拟、优化和应力分析

用ANSYS/LS-DYNA软件对U75V重轨钢280 mm×380 mm铸坯开坯轧制重轨过程进行数值模拟,优化切深孔C孔的孔型,并分析优化前后开坯轧制重轧横截面的应力分布。结果表明,经孔型优化,降低了轧制过程重轨的等效应力,中轴线等效应力状态得到改善,原始孔型应力波动范围为9～44 MPa,优化孔型为8～30 MPa,中轴线纵向最大应力由原来的41.4 MPa降至21.1 MPa。     

重轨开坯轧制中金属质点流动的有限元模拟及分析

利用ANSYS／LS-DYNA对重轨的开坯轧制过程进行数值模拟，选取方坯中的三个典型的质点，通过质点的移动分析在轧制过程中金属的流动情况，为重轨轧制孔型设计中金属分配提供理论依据。     

固溶处理对超超临界电站用镍基耐热合金组织及性能的影响

通过提高Inconel 617合金Al和Ti含量、增加B元素,获得一种超超临界电站用镍基耐热合金,研究固溶处理对合金组织及性能的影响。结果表明:1100~1190 ℃固溶2 h,随固溶温度提高,平均晶粒尺寸从68 μm长大至139 μm,硬度从203 HBW降至175 HBW;1100 ℃固溶1~4 h,晶内碳化物逐渐回溶,晶界碳化物沿晶界断续状分布且变化不明显。固溶温度提高,合金高温拉伸、室温冲击性能降低;炉冷试样高温拉伸性能略低于水冷试样,但显著高于Inconel 617合金。推荐试验合金固溶热处理工艺为1100 ℃×2 h水冷。     

稀土氧化物及炉渣添加剂对金属基陶瓷内衬组织的影响

在纯铝热剂(Al Fe2O3)的基础上,研究了稀土氧化物、炉渣添加剂对金属基陶瓷内衬微观组织及结构的影响.实验结果表明,加入5%的炉渣不改变陶瓷层的组织组成,稀土氧化物的添加能够促进Al2O3的枝晶化和组织细化,有利于提高陶瓷层的致密度.     

HN450型钢开坯轧制变形模拟

文章利用有限元软件对矩形坯和异形坯在BD1开坯轧制HN450型钢进行了模拟,分析和研究了矩形坯和异形坯开坯轧制H型钢的金属流动、应力、应变,并得出了结论,对包钢轨梁厂旧线改造大H型钢生产具有一定的指导意义。     

LTES700R改进型合金700℃时效组织与性能北大核心CSCD

在LTES700R基础上发展了一种新型镍基耐热合金,并研究了该改进合金700℃时效后的组织与力学性能。结果表明:合金热处理后主要析出相为γ'、TiC、M_(23)C_6;在5000 h时效过程中合金组织结构稳定,Cr_(23)C_6在晶界处不连续分布,γ'粗化不明显;合金硬度随时效时间的延长先增加后缓慢降低。改进合金的室温和高温拉伸强度略低于LTES700R合金,长期时效的冲击韧性大于Nimonic263,晶界处不连续分布的碳化物增加合金晶界结合力,提高改进合金冲击韧性。     

固溶处理对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响

研究了不同固溶处理工艺对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响。结果表明,在1060~1150 ℃范围内保温2 h固溶处理时,Haynes试验合金的晶粒长大缓慢,固溶温度高于1150 ℃时,晶粒尺寸长大明显,M₂₃C₆和MC型碳化物基本溶解。1120 ℃固溶处理时,随着保温时间的延长,晶粒长大,未溶碳化物不断溶解。计算表明,Haynes试验合金固溶处理晶粒长大激活能Q约为382 kJ/mol。提高固溶处理温度和延长保温时间时,合金硬度降低,晶粒粗化和未溶碳化物的溶解是造成硬度降低的主要原因。     

C700R-1耐热合金700℃时效组织和性能演变

研究了新型汽轮机转子用C700R-1耐热合金700℃长期时效组织和性能的演变.研究表明：合金的主要析出相为 M23 C6、MC、γ′.C700R-1合金长期时效组织结构稳定,时效5000 h 晶界处 M23 C6碳化物平均宽度从190 nm增加至240 nm,呈不连续状态分布;时效5000 h球形γ′平均直径从22．0 nm粗化至49.8 nm,粗化速率缓慢.合金拉伸强度和硬度随时效时间延长先快速升高,后缓慢降低,并逐渐趋于稳定;理论计算 C700R-1合金中γ′临界尺寸为29.8 nm;长期时效后合金的冲击值在50 J 以上.     

长期时效对Haynes 282耐热合金组织和力学性能的影响

研究了Haynes 282耐热合金700 ℃下经100、300、1000、3000 h时效处理后组织和力学性能的变化规律。结果表明：282合金主要析出相为M23C6、MC和γ￠相,700 ℃长期时效后,晶界M23C6型碳化物和晶内MC型碳化物发生长大,γ￠相随时效时间的延长长大缓慢。282合金冲击吸收能量随时效时间的延长逐渐下降,晶界链状分布的M23C6型碳化物是造成其冲击吸收能量下降的原因之一。282合金硬度随时效时间的增加而增加,时效过程中γ￠相的含量及尺寸变化对合金硬度影响较大。