K282合金热稳定性和氧化行为研究
发布时间：2021-07-10 20:03
K282是在Haynes282基础之上开发的一种700℃先进超超临界燃煤发电机组大型铸件用新型铸造高温合金。电站用大型高温铸件在高温下长期使用,因此优异的热稳定性是铸件长期可靠运行的保证。本文对K282合金在700℃、750℃、800℃和850℃下长期时效过程中的组织演变和750℃拉伸性能以及在700℃、800℃和900℃下的氧化化行为展开了研究。标准热处理态合金的组成相为球形γ’相、条状MC型碳化物和花状M23C6型碳化物。700和750℃下长期时效过程中γ’相形状为球形,而800和850℃下γ’相形状转变成方形。不同温度下随时间增加,γ’相平均尺寸均增大,长大规律符合LSW理论,同时γ’相尺寸的离散度也增大。800℃以上γ’相粗化速度明显加快。在750℃下时效3000小时、在800和850℃时效1000小时后均在MC碳化物附近发现有大量针状μ相析出。800和850℃下时效3000小时后,在MC附近的μ相的数量减少但发生粗化。800和850℃下时效3000小时后,MC发生了分解,分解反应为MC+γ→M6C+M23C6+η。组织稳定性随温度升高而降低,800℃以上稳定性出现明显降低。与...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温合金的发展历程131Fig.l.1ThedeveloPm吧ntofsuPeral】oysintheworid
９０年代中期至今，进入自主研发的创新阶段，研制和生产一批高性能新合金，如粉末涡??轮盘材料ＦＧＨ４０９６、氧化物弥散强化高温合金和第一、第二代单晶高温合金ＤＤ４０２和??ＤＤ４０６等，但仍距西方工业发达国家水平有一段距离，图１．２为我国高温合金的发展历??程［７】。??１．２高温合金的化学成分的研究??？－??高温合金发展至今，其化学成分不断被调整和改进，变得十分复杂，至少含有１０－??１３种以上的合金元素，每种元素都承担不同的作用，保证高温合金具有优异的性能。为??了保证高温合金的高温抗氧化和腐蚀性能，大多数高温合金都加入了较多的Ｃｒ元素，??范围在１０％？２０％之间⑴。同时一定量Ｔｉ和Ａ１的加入，在合金中能够形成足够的强化相??Ｙ＇，产生沉淀强化作用来保证高温强度。此外，还可以加入一些原子半径较大的元素，??如Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｈｆ和Ｔａ等，提高合金的固溶强化作用。微量元素Ｃ、Ｂ和Ｚｒ可以改??稗合金的品界强度。单晶高温合金中引入了?Ｒｅ和Ｒｕ来保证更好的高温性能［８］。下面简??单介绍一下各元素在高温合金中的作用研究情况。??（１）?Ｃｒ元素??加入１０－２０％的Ｃｒ元素，可以使高温合金在高温服役过程中在表面形成一层致密的??Ｃｒ２０３保护膜
沈阳理工大学硕士学位论文??１．４高温合金的氧化??高温合金的氧化是指高温合金与氧化性介质发生化学反应生成氧化物的过程。高温??合金中有多种合金元素，元素之间的自由能ＡＧ相差较大，氧化过程中，具有较小负自??由能ＡＧ的元素优先在合金表面形成氧化物，发生选择性氧化。在不同温度下，高温合??金中优先参加氧化的元素可能是一种或多种。由于各种元素的含量和分布，其氧化反应??速率不同，高温合金会在合金表面生成由一种或多种氧化物组成的膜。在高温环境中，??高温合金会表面迅速形成一层氧化膜，因此高温合金的抗氧化性能主要由在表面形成的??氧化膜决定。抗氧化性能较好的高温合金，在其表面能形成一层致密完整且生长缓慢的??氧化膜，在一定温度内，八１２０３和＆２０３氧化膜是致密完整的，而且在两种氧化膜中，元??素扩散速度较慢，氧化膜生长缓慢，高温合金或高温氧化涂层在设计时都考虑使合金表??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温合金Inconel 740H在空气和水蒸气环境中的氧化行为[J]. 谢奕心,程晓农,徐桂芳,李冬升,郑琦. 热加工工艺. 2018(14)
[2]Haynes282合金在长期时效和持久过程中的组织稳定性[J]. 符锐,赵双群. 动力工程学报. 2017(06)
[3]铸造镍基高温合金中初生MC碳化物的退化过程和机理[J]. 孙文,秦学智,郭建亭,楼琅洪,周兰章. 金属学报. 2016(04)
[4]P添加对一种新型镍基铸造合金高温氧化性能的影响[J]. 许明,张志远,肖旋. 沈阳理工大学学报. 2016(01)
[5]超超临界锅炉用奥氏体耐热钢Sanicro25的性能[J]. 张显. 发电设备. 2015(06)
[6]Individualized Pixel Synthesis and Characterization of Combinatorial Materials Chips[J]. Xiao-Dong Xiang,Gang Wang,Xiaokun Zhang,Yong Xiang,Hong Wang. Engineering. 2015(02)
[7]700℃超超临界机组大型高温合金铸件制造技术现状及可行性分析[J]. 蒋新亮,门正兴,牟成海,罗玉立. 机械. 2014(03)
[8]700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展[J]. 毛健雄. 电力建设. 2013(08)
[9]700℃先进超超临界电站用617和740镍基合金焊接研究进展[J]. 叶建水,董建新,张麦仓,姚志浩,郑磊. 世界钢铁. 2013(04)
[10]关于加快发展我国先进超超临界燃煤发电技术的战略思考[J]. 张晓鲁. 中国工程科学. 2013(04)
本文编号：3276572
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温合金的发展历程131Fig.l.1ThedeveloPm吧ntofsuPeral】oysintheworid
９０年代中期至今，进入自主研发的创新阶段，研制和生产一批高性能新合金，如粉末涡??轮盘材料ＦＧＨ４０９６、氧化物弥散强化高温合金和第一、第二代单晶高温合金ＤＤ４０２和??ＤＤ４０６等，但仍距西方工业发达国家水平有一段距离，图１．２为我国高温合金的发展历??程［７】。??１．２高温合金的化学成分的研究??？－??高温合金发展至今，其化学成分不断被调整和改进，变得十分复杂，至少含有１０－??１３种以上的合金元素，每种元素都承担不同的作用，保证高温合金具有优异的性能。为??了保证高温合金的高温抗氧化和腐蚀性能，大多数高温合金都加入了较多的Ｃｒ元素，??范围在１０％？２０％之间⑴。同时一定量Ｔｉ和Ａ１的加入，在合金中能够形成足够的强化相??Ｙ＇，产生沉淀强化作用来保证高温强度。此外，还可以加入一些原子半径较大的元素，??如Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｈｆ和Ｔａ等，提高合金的固溶强化作用。微量元素Ｃ、Ｂ和Ｚｒ可以改??稗合金的品界强度。单晶高温合金中引入了?Ｒｅ和Ｒｕ来保证更好的高温性能［８］。下面简??单介绍一下各元素在高温合金中的作用研究情况。??（１）?Ｃｒ元素??加入１０－２０％的Ｃｒ元素，可以使高温合金在高温服役过程中在表面形成一层致密的??Ｃｒ２０３保护膜
沈阳理工大学硕士学位论文??１．４高温合金的氧化??高温合金的氧化是指高温合金与氧化性介质发生化学反应生成氧化物的过程。高温??合金中有多种合金元素，元素之间的自由能ＡＧ相差较大，氧化过程中，具有较小负自??由能ＡＧ的元素优先在合金表面形成氧化物，发生选择性氧化。在不同温度下，高温合??金中优先参加氧化的元素可能是一种或多种。由于各种元素的含量和分布，其氧化反应??速率不同，高温合金会在合金表面生成由一种或多种氧化物组成的膜。在高温环境中，??高温合金会表面迅速形成一层氧化膜，因此高温合金的抗氧化性能主要由在表面形成的??氧化膜决定。抗氧化性能较好的高温合金，在其表面能形成一层致密完整且生长缓慢的??氧化膜，在一定温度内，八１２０３和＆２０３氧化膜是致密完整的，而且在两种氧化膜中，元??素扩散速度较慢，氧化膜生长缓慢，高温合金或高温氧化涂层在设计时都考虑使合金表??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温合金Inconel 740H在空气和水蒸气环境中的氧化行为[J]. 谢奕心,程晓农,徐桂芳,李冬升,郑琦. 热加工工艺. 2018(14)
[2]Haynes282合金在长期时效和持久过程中的组织稳定性[J]. 符锐,赵双群. 动力工程学报. 2017(06)
[3]铸造镍基高温合金中初生MC碳化物的退化过程和机理[J]. 孙文,秦学智,郭建亭,楼琅洪,周兰章. 金属学报. 2016(04)
[4]P添加对一种新型镍基铸造合金高温氧化性能的影响[J]. 许明,张志远,肖旋. 沈阳理工大学学报. 2016(01)
[5]超超临界锅炉用奥氏体耐热钢Sanicro25的性能[J]. 张显. 发电设备. 2015(06)
[6]Individualized Pixel Synthesis and Characterization of Combinatorial Materials Chips[J]. Xiao-Dong Xiang,Gang Wang,Xiaokun Zhang,Yong Xiang,Hong Wang. Engineering. 2015(02)
[7]700℃超超临界机组大型高温合金铸件制造技术现状及可行性分析[J]. 蒋新亮,门正兴,牟成海,罗玉立. 机械. 2014(03)
[8]700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展[J]. 毛健雄. 电力建设. 2013(08)
[9]700℃先进超超临界电站用617和740镍基合金焊接研究进展[J]. 叶建水,董建新,张麦仓,姚志浩,郑磊. 世界钢铁. 2013(04)
[10]关于加快发展我国先进超超临界燃煤发电技术的战略思考[J]. 张晓鲁. 中国工程科学. 2013(04)
本文编号：3276572
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