高Cr马氏体耐热钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂研究进展

Ⅳ型蠕变断裂是焊接接头细晶区在高温、低应力下发生的沿晶脆性断裂,对高Cr马氏体耐热钢焊接接头的高温蠕变性能具有重要影响.本文详细分析了 Ⅳ型蠕变断裂过程中的组织转变、断裂机理以及接头的组织变化、多轴应力状态和焊接残余应力对其蠕变性能的影响,并提出了相应的控制措施.同时对现阶段关于高Cr马氏体耐热钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂的研究中存在的问题及盲点进行了分析与概括.     

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。     

新型含铝奥氏体耐热钢中合金元素作用机制研究现状

为了提高火力发电站的发电效率,有效降低环境污染,需要提高发电机组的工作温度和工作压力。这就对结构用钢提出了更高的要求,令其不仅要在含水蒸气的环境下具有良好的抗腐蚀能力,还要满足高温环境对力学性能的要求。新型含铝奥氏体耐热钢(AFA钢)能在高温下形成连续、致密的Al₂O₃层,具有比Cr₂O₃层更好的保护作用;同时,AFA钢基体中会析出MC、Laves和L1₂-Ni₃Al等多种沉淀相,可有效提高抗蠕变性能,因此AFA钢有望用于火力发电站机组。分析了合金元素添加对AFA钢组织演变、析出相的影响规律,阐述了合金元素在抗蠕变和抗氧化方面的作用机制,并对未来AFA钢合金元素的调整方向作出展望。     

新型钴基高温合金成分设计的研究进展

传统钴基高温合金的强化机制为固溶强化和碳化物强化,弱于有序γ′相沉淀强化的镍基高温合金的强化效果,日本学者发现了有序γ′相强化的Co-Al-W系新型钴基高温合金,其强化效果明显优于传统钴基高温合金。由于新型钴基高温合金具有较传统镍基高温合金更高的承温能力以及更加优异的高温抗蠕变性能和抗氧化性能,因此被认为是最具潜力的航空发动机热端材料之一,近年来得到迅速发展。基于国内外学者对新型钴基高温合金的研究成果,系统总结多种合金元素(如Ta, Ti, W和Nb等)对新型钴基高温合金组织和性能的影响。在组织方面,总结合金元素对合金相变温度、γ′相的体积分数及形态、γ′相的尺寸、γ/γ′两相晶格错配度和有害相的影响;在性能方面,总结合金元素对合金抗氧化性能、力学性能及抗蠕变性能的影响,以期为新型钴基高温合金的成分设计提供参考。最后对新型钴基高温合金成分的高效率设计进行展望。