GH3625合金时效组织演变及其对蠕变持久性能的影响
发布时间：2021-03-03 16:39
我国正在率先自主研发建造全球首台高温气冷堆核电站示范工程HTR-PM,其控制棒驱动机构材料为含铌固溶强化型GH3625镍基高温合金（以下简称625合金）,HTR在550°C-920°C工况下服役40年,合金材料经历高温长期时效作用,客观上存在微观组织退化导致蠕变性能不稳定的瓶颈问题。本文运用微观组织分析和蠕变试验研究手段,系统地研究了625合金在长期服役条件下的沉淀相析出演变规律,着重探究析出相类型、形态及其含量对高温蠕变持久性能的影响。利用SEM、TEM及XRD等现代分析手段,研究了625合金在650°C、700°C和780°C三个温度下长期时效过程中析出相的析出、演变和生长特点。研究结果表明:不同温度下625合金沉淀相的析出长大过程都受扩散过程控制,650°C和700°C时效过程中γ″相的粗化过程均符合LSW理论。780°C时效条件下,随时效时间延长δ相含量增加,并得到Avrami析出动力学方程中时间指数n和δ相的析出速率α;在此基础上,进一步研究了沉淀相对蠕变持久性能的影响。在相同的蠕变试验条件下,不同时效处理参数获得的组织存在显著差异而表现出不同的蠕变性能结果,其中700°C×...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 高温合金的概述
1.3 GH3625 合金简介
1.3.1 625 合金国内外的发展简史
1.3.2 625 合金主要强化元素的作用
1.3.3 625 合金中主要析出相类型
1.4 高温合金的蠕变
1.5 研究意义及内容
第2章 试验材料和研究方法
2.1 试验材料及试验思路
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验思路
2.2 时效处理试验
2.3 高温蠕变持久断裂试验
2.4 分析测试方法
2.4.1 金相组织分析
2.4.2 扫描电镜（SEM）分析
2.4.3 透射电镜（TEM）分析
2.4.4 X射线衍射（XRD）分析
2.4.5 硬度检测
第3章 GH3625 合金时效组织研究
3.1 625 合金热力学与动力学计算分析
3.1.1 高温平衡相组成计算
3.1.2 析出相TTT曲计算
3.2 650 °C长期时效微观组织演变
3.2.1 晶内及晶界析出相演变
3.2.2 650 °C条件下γ″相的LSW粗化
3.3 700 °C长期时效微观组织演变
3.3.1 晶内及晶界析出相演变
3.3.2 γ″相的形核及其向δ相的转变
3.3.3 700 °C条件下γ″相的LSW粗化
3.4 780 °C长期时效微观组织演变
3.4.1 δ 相的析出与演变
3.4.2 δ 相的析出动力学研究
3.5 不同温度下时效硬化行为
3.6 本章小结
第4章 时效处理对625 合金蠕变持久性能的影响
4.1 时效处理后高温蠕变性能研究
4.1.1 650 °C×300h时效
4.1.2 700 °C×120h时效
4.1.3 780 °C×300h时效
4.1.4 时效处理对蠕变性能影响分析讨论
4.2 时效处理后高温持久断裂性能研究
4.2.1 650 °C×300h时效
4.2.2 700 °C×120h时效
4.2.3 780 °C×300h时效
4.2.4 时效处理对蠕变持久性能影响分析讨论
4.3 蠕变持久断裂微观机理分析
4.3.1 断口附近组织观察及裂纹萌生分析
4.3.2 断口形貌分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tensile Properties of Cast Alloy IN625 in Relation to δ Phase Precipitation[J]. Yi-Qiang Mu,Chang-Shuai Wang,Wen-Long Zhou,Lan-Zhang Zhou. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(04)
[2]中国核电发展现状与展望[J]. 赵成昆. 核动力工程. 2018(05)
[3]新型镍钴合金的高温蠕变行为研究[J]. 刘庆,刘开芬. 铸造技术. 2014(05)
[4]一种镍钴基变形高温合金蠕变变形机制的研究[J]. 徐玲,储昭贶,崔传勇,谷月峰,孙晓峰. 金属学报. 2013(07)
[5]镍基粉末高温合金枝晶间亚稳碳化物[J]. 马文斌,刘国权,胡本芙,吴凯,张义文. 北京科技大学学报. 2013(06)
[6]当前我国燃煤火电机组降低CO2排放的途径[J]. 毛健雄,毛健全. 电力建设. 2011(11)
[7]时效对IN625合金组织结构及拉伸性能的影响[J]. 郭岩,侯淑芳,周荣灿. 动力工程学报. 2010(12)
[8]我国高温合金的发展与创新[J]. 师昌绪,仲增墉. 金属学报. 2010(11)
[9]核能发电的优点及世界核电发展动向[J]. 史永谦. 能源工程. 2007(01)
[10]国际核能应用及其前景展望与我国核电的发展[J]. 欧阳予. 物理通报. 2007(01)
硕士论文
[1]GH625合金长时高温时效的研究[D]. 朱瑞明.兰州理工大学 2017
[2]GH4169合金δ相析出规律及其对高温拉伸性能的影响[D]. 袁兆静.沈阳理工大学 2010
本文编号：3061582
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 高温合金的概述
1.3 GH3625 合金简介
1.3.1 625 合金国内外的发展简史
1.3.2 625 合金主要强化元素的作用
1.3.3 625 合金中主要析出相类型
1.4 高温合金的蠕变
1.5 研究意义及内容
第2章 试验材料和研究方法
2.1 试验材料及试验思路
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验思路
2.2 时效处理试验
2.3 高温蠕变持久断裂试验
2.4 分析测试方法
2.4.1 金相组织分析
2.4.2 扫描电镜（SEM）分析
2.4.3 透射电镜（TEM）分析
2.4.4 X射线衍射（XRD）分析
2.4.5 硬度检测
第3章 GH3625 合金时效组织研究
3.1 625 合金热力学与动力学计算分析
3.1.1 高温平衡相组成计算
3.1.2 析出相TTT曲计算
3.2 650 °C长期时效微观组织演变
3.2.1 晶内及晶界析出相演变
3.2.2 650 °C条件下γ″相的LSW粗化
3.3 700 °C长期时效微观组织演变
3.3.1 晶内及晶界析出相演变
3.3.2 γ″相的形核及其向δ相的转变
3.3.3 700 °C条件下γ″相的LSW粗化
3.4 780 °C长期时效微观组织演变
3.4.1 δ 相的析出与演变
3.4.2 δ 相的析出动力学研究
3.5 不同温度下时效硬化行为
3.6 本章小结
第4章 时效处理对625 合金蠕变持久性能的影响
4.1 时效处理后高温蠕变性能研究
4.1.1 650 °C×300h时效
4.1.2 700 °C×120h时效
4.1.3 780 °C×300h时效
4.1.4 时效处理对蠕变性能影响分析讨论
4.2 时效处理后高温持久断裂性能研究
4.2.1 650 °C×300h时效
4.2.2 700 °C×120h时效
4.2.3 780 °C×300h时效
4.2.4 时效处理对蠕变持久性能影响分析讨论
4.3 蠕变持久断裂微观机理分析
4.3.1 断口附近组织观察及裂纹萌生分析
4.3.2 断口形貌分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tensile Properties of Cast Alloy IN625 in Relation to δ Phase Precipitation[J]. Yi-Qiang Mu,Chang-Shuai Wang,Wen-Long Zhou,Lan-Zhang Zhou. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(04)
[2]中国核电发展现状与展望[J]. 赵成昆. 核动力工程. 2018(05)
[3]新型镍钴合金的高温蠕变行为研究[J]. 刘庆,刘开芬. 铸造技术. 2014(05)
[4]一种镍钴基变形高温合金蠕变变形机制的研究[J]. 徐玲,储昭贶,崔传勇,谷月峰,孙晓峰. 金属学报. 2013(07)
[5]镍基粉末高温合金枝晶间亚稳碳化物[J]. 马文斌,刘国权,胡本芙,吴凯,张义文. 北京科技大学学报. 2013(06)
[6]当前我国燃煤火电机组降低CO2排放的途径[J]. 毛健雄,毛健全. 电力建设. 2011(11)
[7]时效对IN625合金组织结构及拉伸性能的影响[J]. 郭岩,侯淑芳,周荣灿. 动力工程学报. 2010(12)
[8]我国高温合金的发展与创新[J]. 师昌绪,仲增墉. 金属学报. 2010(11)
[9]核能发电的优点及世界核电发展动向[J]. 史永谦. 能源工程. 2007(01)
[10]国际核能应用及其前景展望与我国核电的发展[J]. 欧阳予. 物理通报. 2007(01)
硕士论文
[1]GH625合金长时高温时效的研究[D]. 朱瑞明.兰州理工大学 2017
[2]GH4169合金δ相析出规律及其对高温拉伸性能的影响[D]. 袁兆静.沈阳理工大学 2010
本文编号：3061582
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