Si和Mn含量对In625合金组织和拉伸性能的影响

发布时间：2018-07-21 17:01

【摘要】：面对能源危机和环境问题,需要进一步提高燃煤电站的效率以实现节能减排。因此,具有更高效率的700℃先进超超临界火电机组(A-USC)成为研究热点。In625是一种Ni-Cr-Mo高温合金,具有优异的高温蠕变强度、抗氧化腐蚀能力和焊接性,而作为700℃先进超超燃煤电站汽轮机汽缸和阀壳大型铸件的候选材料。目前国内大型高温合金铸造技术基本处于空白,而微量元素Si、Mn元素对高温合金凝固组织和服役性能具有重要影响。本文小炉试制了九种不同Si、Mn含量的合金,对合金凝固、固溶及长期时效组织进行分析,并结合其室温和700℃拉伸性能,为合金中Si、Mn含量的优化提供实验基础和理论依据,同时,进一步揭示Si、Mn在铸造合金中的作用机制。论文研究结果表明:未添加Si和Mn元素合金,凝固组织只析出MC碳化物。Si为强Laves相形成元素,促进合金凝固组织析出γ/Laves共晶组织。伴随Si含量的增加,Laves相、MC碳化物和γ熔化温度明显降低,γ/Laves共晶组织形貌由筛网状向花瓣状、块状Laves相演变,Laves相含量也显著增加,而MC碳化物含量不断降低。Mn元素对合金凝固组织无明显影响,但其促进枝晶偏析加重,使得Si、Mn复合添加合金相比单独添加等量Si含量合金其Laves相形貌和含量均有一定变化。Si、Mn元素均促进合金二次枝晶间距增大。合金经1200℃/1 h/WQ固溶处理后,添加Si合金其γ/Laves共晶组织转变为块状Laves相。Si、Mn元素的添加对合金的700℃屈服强度和塑性影响不大,但明显恶化合金的室温屈服、抗拉强度及700℃抗拉强度,特别是Si和Mn含量为1.5wt.%或复合添加时,拉伸强度显著降低。合金在700℃长期时效至5000h,各合金其γ″相明显粗化,MC碳化物少量退化为M_(23)C_6碳化物,而添加Si合金其Laves相也少量退化为M_(23)C_6碳化物。未添加Si元素合金,时效后晶界均为连续M_(23)C_6碳化物膜,而Si元素促进M6C碳化物析出,使得添加Si合金晶界主要以M6C碳化物膜为主。此外,Si元素促进合金时效后晶内析出η-M6C碳化物,并伴随Si含量的升高,η-M6C碳化物含量增多。而Mn元素对合金时效组织无明显变化。各合金700℃时效至5000h后样品进行700℃高温拉伸试验:当Si或Mn含量为1.5 wt.%时,合金的拉伸强度及塑性均急剧恶化。综上所述,对于铸造In625合金,Si元素对合金的组织演变影响较大,而Mn元素对合金组织无明显影响。综合从合金的组织及拉伸性能考虑,Si或Mn含量均必须控制在1.0wt.%以下。
[Abstract]:In the face of energy crisis and environmental problems, it is necessary to further improve the efficiency of coal-fired power plants in order to achieve energy saving and emission reduction. Therefore, the 700 鈩，

本文编号：2136194