文档介绍：新型合金在700℃或者更高温度下的良好的蠕变性能的开发
Seiichi Muneki1,a, Hiroshi Okubo1,b, Hirokazu Okada2,c, Masaaki Igarashi2,d and Fujio Abe1,e
关键词:USC锅炉、蠕变、碳氮自由合金、leaves相,相、蒸气抗氧化性。
摘要:在蠕变试验前进行了系统的研究,碳氮组成的自由合金在显微结构下的组织是由过饱和马氏体和高密度的位错构成。这些合金是通过一种新方法来获得的,通过母相和金属间化合物利用奥氏体相逆向转变过程来提高它的蠕变性能,例如在蠕变试验中作为leaves相和相的沉淀物。这些合金不依赖于任何碳化物和碳氮化合物来作为强化因素是非常重要的。这些合金的蠕变行为被发现它不同于传统的高Cr铁素体耐热钢。人们发现在700℃的时候,Fe-Ni合金的最小蠕变速率比普通的耐热钢要低很多,这是因为在这些合金中即便是在700摄氏度的时候也有很好的弥散强化作用。因此,碳和氮组成的自由合金在700℃或者更高的温度下表现出了很好的抗蠕变性能和蒸气抗氧化性。
简介:
像主蒸汽管这样的大口径管道和如题所说的USC电站锅炉,使用蒸气温度和压力的增加要求材料要在600℃或者更高温度下有很高的蠕变强度或者提高材料的耐热性能。在现在目标蒸气状况在630℃提高到30,发明一种在蠕变强度和蒸气抗氧化性都好于P91高Cr铁素体耐热钢的新型耐热钢材是非常有必要的。在欧洲发展的锅炉和汽轮机运行过程中的温度超过了700℃被贯彻执行在欧盟AD700这项计划中。协同涉及所有的主要支持欧洲电厂生产设施和研究机构。这个工程的第一阶段始于1998年一直到2003年。第二个阶段始于2002年一直运作到2005年。其目的是对于这个计划的建设和运作发展它全部的技术是很有必要的。一个新的尝试已经被得到论证,通过使用由Leaves相和相获得的游离碳的Fe-Ni-Co马氏体合金可以再高温低气压情况下获得均匀的蠕变变形。研究发现,Fe-Ni-Co合金的蠕变行为完全不同于传统的高Cr铁素体钢。在这些合金里面,已经得到证实当温度超过700℃的时候它的蠕变特性会被迅速提高。
在这项研究中,当温度超过700℃时,对于由游离的碳和氮组成的3Fe-12Ni-9Co-10W-(0,5,9)Cr合金中加入铝和硅元素对它的蠕变性能和蒸气抗氧化性有所影响已经得到证明。尤其在它们中间的三个合金的优秀的抗蒸气氧化性已经获得。而且,在C=20从Larson-Miller参数计算出来在700℃和100超过100000小时它的特性更为明显。在7000个小时这个最长的时间里面,蠕变的试样表面也没有发现裂纹。
实验步骤
表一,表明了在这项研究中合金中化学元素组分的作用。这9个10㎏的Fe-12Ni-9Co-10W合金都在真空感应炉被熔化。他们在加热到1200℃温度下一小时被热压和热轧制成为一个16㎜2的钢板。在1000℃时进行30分钟液化处理。对于这个蠕变断裂试验,在开始的时候试样是直径8㎜和长度42㎜的。
表一合金化学组分的作用百分含量)
C
N
Ni
Co
W
Cr
Ti
B
Al
Si
Fe
0C
0