A-USC镍基合金组织演化及蠕变变形影响研究
发布时间：2021-07-05 13:26
当前,火力发电仍是当今社会中电力的主要来源形式。环保问题的日益突出和电力需求的持续增加,促使发电厂不断通过升高火力发电机组的工作温度和压力,来提高火力发电厂的转化效率。工作温度的提高对锅炉管材蠕变性能的要求也在不断升高,镍基高温合金以其优良的组织稳定性能和高温抗蠕变性能成为700℃C等级发电技术下的候选材料种类之一,其中尤以Inconel 740H和Alloy 617B两种类型的合金最具代表性。在我国引进、消化吸收和再生产的战略引导下,国内企业参考Inconel 740H和Alloy 617B的成分特征,进一步改进后研制出了国产的镍基合金,其牌号被分别命名为TG700A和TG700B。但是,有关国产同类镍基合金长期服役条件下的组织稳定特征,还需进一步研究和完善。在以往Inconel 740H和Alloy 617B合金的组织演化中,发现高温变形可以导致部分晶界附近微观组织发生变化,因此,对于国产TG700A和TG700B这两种合金,高温蠕变变形对合金组织演化影响的具体表现也需进一步明确。同时,有关高温变形对合金组织演化的作用机理,有待进一步揭示,进而也有助于丰富对同类合金Inconel ...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３耐热合金持久性能对比［２（）］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｕｐｔｕｒｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｅａｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ?ａｌｌｏｙ??
界处有Ｍ２３Ｃ６颗粒的存在，同时在晶界的位置还发现了一种与Ｍ２３Ｃ６成分相近的相，该??析出相Ｂ元素的含量相对较高。在长时间保温处理后，晶界＼４２３（：６碳化物与Ｙ基体一直??保持共格的位向关系。在Ｍ２３Ｃ６／ＹＷ面上观察到了?ｆ相的非均匀形核，如图１．４所示。??同时，在Ｍ２３Ｃ６碳化物的表面上还发现Ｂ元素的含量较高。Ｍ２３Ｃ６颗粒表面硼元素的偏??聚和ｙ相的形成可以减缓晶界碳化物的生长，进而保持了一种相对稳定的析出相分布状??态。??ｉＨ??图１．４晶界附近的Ｍ２３Ｇ６碳化物形貌［３°］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｍ２３Ｃ６?ｃａｒｂｉｄｅｓ?ｎｅａｒ?ｇｒａｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ??Ｇａｏ等人［３５］在研宄铸造ＩＮ６１７Ｂ合金于长期时效过程中的析出行为时发现，随着时??效时间的延长，晶界＆Ｍ２３Ｃ６碳化物的形貌会从膜状形态转化成胞状形态。在碳化物形??－７?－??
??Ｓｈｉｇｅｙａｍａ等人［４７］在研宄ＧＴＤ－１１１镍基高温合金内部的／相形貌演化时发现，为１．０％的中断试样内部有Ｙ＇相筏化的现象，但是在仅有高温作用的试样内部，现／相筏化的现象。同时还发现，０．４％蠕变中断试样内部没有丫＇相的筏化现象；该试样继续进行１０００?°Ｃ的处理后，试样内部表现出了筏化的现象。由此推断，用过程中的ｆ相筏化是因蠕变应变的影响而产生。??然而，对于温度和应力（变形）共同作用下的Ｉｎｃｏｎｅｌ?７４〇Ｈ和Ａｌｌｏｙ?６１７Ｂ合金，近的析出相演化行为又是怎样的，同时其晶粒内部的Ｙ＇相演化行为是否也会受影响，还有待进一步的详细研究和完善。??２变形对晶界附近微观组织的影响??在蠕变温度和应力（变形）的共同作用下，镍基合金当中往往会出现一类晶界特在这些特征区域组织内部，不再含有颗粒状的析出相ｆ，该特征组织被研宄者出相区（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ?ｆｒｅｅ?ｚｏｎｅ，ｏｒ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ?ｄｅｎｕｄｅｄ?ｚｏｎｅ?（ＰＦＺ））。晶间?ＰＦＺ?区在基合金中都有所发现［＃５３］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Aging Treatment on Intergranular Corrosion and Stress Corrosion Cracking Behavior of AA7003[J]. 张晓燕,宋仁国,SUN Bin. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(05)
[2]先进超超临界发电技术发展现状与趋势[J]. 陈硕翼,朱卫东,张丽,唐明生,李建福. 科技中国. 2018(09)
[3]700℃（A-USC）锅炉材料617B镍基高温合金热变形及持久行为[J]. 王岩,徐芳泓,曾莉,方旭东,李阳,李建民. 材料工程. 2018(07)
[4]我国电力发展与改革形势分析（2018）[J]. 蒋学林. 电器工业. 2018(05)
[5]基于Zc参数的HP耐热合金高温蠕变及持久寿命的预测方法[J]. 李会芳,赵杰,程从前,闵小华,曹铁山,许军. 材料工程. 2018(03)
[6]700℃超超临界机组用617B镍基合金的组织结构和析出相[J]. 郭岩,王彩侠,李太江,侯淑芳,王博涵. 材料研究学报. 2016(11)
[7]镍基合金740H时效过程中的显微组织与相析出行为（英文）[J]. 郭岩,李太江,王彩侠,侯淑芳,王博涵. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[8]700℃超超临界机组锅炉过热器选材分析[J]. 王崇斌,诸育枫,王煜,徐若雨,秦升,朱更. 发电设备. 2016(03)
[9]锻造和热处理对316LN不锈钢在高温碱性溶液中应力腐蚀行为的影响[J]. 郭跃岭,韩恩厚,王俭秋. 金属学报. 2015(06)
[10]700℃超超临界燃煤发电机组材料研发现状[J]. 张燕平,蔡小燕,黄树红. 中国电力. 2012(02)
硕士论文
[1]700℃超超临界锅炉用740H合金组织稳定性研究[D]. 郑子杰.上海交通大学 2014
[2]耐热钢持久性能的可靠性分析[D]. 李东明.大连理工大学 2009
本文编号：3266153
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３耐热合金持久性能对比［２（）］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｕｐｔｕｒｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｅａｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ?ａｌｌｏｙ??
界处有Ｍ２３Ｃ６颗粒的存在，同时在晶界的位置还发现了一种与Ｍ２３Ｃ６成分相近的相，该??析出相Ｂ元素的含量相对较高。在长时间保温处理后，晶界＼４２３（：６碳化物与Ｙ基体一直??保持共格的位向关系。在Ｍ２３Ｃ６／ＹＷ面上观察到了?ｆ相的非均匀形核，如图１．４所示。??同时，在Ｍ２３Ｃ６碳化物的表面上还发现Ｂ元素的含量较高。Ｍ２３Ｃ６颗粒表面硼元素的偏??聚和ｙ相的形成可以减缓晶界碳化物的生长，进而保持了一种相对稳定的析出相分布状??态。??ｉＨ??图１．４晶界附近的Ｍ２３Ｇ６碳化物形貌［３°］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｍ２３Ｃ６?ｃａｒｂｉｄｅｓ?ｎｅａｒ?ｇｒａｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ??Ｇａｏ等人［３５］在研宄铸造ＩＮ６１７Ｂ合金于长期时效过程中的析出行为时发现，随着时??效时间的延长，晶界＆Ｍ２３Ｃ６碳化物的形貌会从膜状形态转化成胞状形态。在碳化物形??－７?－??
??Ｓｈｉｇｅｙａｍａ等人［４７］在研宄ＧＴＤ－１１１镍基高温合金内部的／相形貌演化时发现，为１．０％的中断试样内部有Ｙ＇相筏化的现象，但是在仅有高温作用的试样内部，现／相筏化的现象。同时还发现，０．４％蠕变中断试样内部没有丫＇相的筏化现象；该试样继续进行１０００?°Ｃ的处理后，试样内部表现出了筏化的现象。由此推断，用过程中的ｆ相筏化是因蠕变应变的影响而产生。??然而，对于温度和应力（变形）共同作用下的Ｉｎｃｏｎｅｌ?７４〇Ｈ和Ａｌｌｏｙ?６１７Ｂ合金，近的析出相演化行为又是怎样的，同时其晶粒内部的Ｙ＇相演化行为是否也会受影响，还有待进一步的详细研究和完善。??２变形对晶界附近微观组织的影响??在蠕变温度和应力（变形）的共同作用下，镍基合金当中往往会出现一类晶界特在这些特征区域组织内部，不再含有颗粒状的析出相ｆ，该特征组织被研宄者出相区（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ?ｆｒｅｅ?ｚｏｎｅ，ｏｒ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ?ｄｅｎｕｄｅｄ?ｚｏｎｅ?（ＰＦＺ））。晶间?ＰＦＺ?区在基合金中都有所发现［＃５３］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Aging Treatment on Intergranular Corrosion and Stress Corrosion Cracking Behavior of AA7003[J]. 张晓燕,宋仁国,SUN Bin. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(05)
[2]先进超超临界发电技术发展现状与趋势[J]. 陈硕翼,朱卫东,张丽,唐明生,李建福. 科技中国. 2018(09)
[3]700℃（A-USC）锅炉材料617B镍基高温合金热变形及持久行为[J]. 王岩,徐芳泓,曾莉,方旭东,李阳,李建民. 材料工程. 2018(07)
[4]我国电力发展与改革形势分析（2018）[J]. 蒋学林. 电器工业. 2018(05)
[5]基于Zc参数的HP耐热合金高温蠕变及持久寿命的预测方法[J]. 李会芳,赵杰,程从前,闵小华,曹铁山,许军. 材料工程. 2018(03)
[6]700℃超超临界机组用617B镍基合金的组织结构和析出相[J]. 郭岩,王彩侠,李太江,侯淑芳,王博涵. 材料研究学报. 2016(11)
[7]镍基合金740H时效过程中的显微组织与相析出行为（英文）[J]. 郭岩,李太江,王彩侠,侯淑芳,王博涵. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[8]700℃超超临界机组锅炉过热器选材分析[J]. 王崇斌,诸育枫,王煜,徐若雨,秦升,朱更. 发电设备. 2016(03)
[9]锻造和热处理对316LN不锈钢在高温碱性溶液中应力腐蚀行为的影响[J]. 郭跃岭,韩恩厚,王俭秋. 金属学报. 2015(06)
[10]700℃超超临界燃煤发电机组材料研发现状[J]. 张燕平,蔡小燕,黄树红. 中国电力. 2012(02)
硕士论文
[1]700℃超超临界锅炉用740H合金组织稳定性研究[D]. 郑子杰.上海交通大学 2014
[2]耐热钢持久性能的可靠性分析[D]. 李东明.大连理工大学 2009
本文编号：3266153
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