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1、新型合金在700℃或者更高溫度下的良好的蠕變性能的開發(fā)SeiichiMuneki1,a,HiroshiOkubo1,b,HirokazuOkada2,c,MasaakiIgarashi2,dandFujioAbe1,e關(guān)鍵詞：USC鍋爐、蠕變、碳氮自由合金、leaves相，相、蒸氣抗氧化性。摘要：在蠕變?cè)囼?yàn)前進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，碳氮組成的自由合金在顯微結(jié)構(gòu)下的組織是由過飽和馬氏體和高密度的位錯(cuò)構(gòu)成。這些合金是通過一種新方法來獲得的，通過母相和金屬間化合物利用奧氏體相逆向轉(zhuǎn)變過程來提高它的蠕變性能，例如在蠕變?cè)囼?yàn)中作
2、為leaves相和相的沉淀物。這些合金不依賴于任何碳化物和碳氮化合物來作為強(qiáng)化因素是非常重要的。這些合金的蠕變行為被發(fā)現(xiàn)它不同于傳統(tǒng)的高Cr鐵素體耐熱鋼。人們發(fā)現(xiàn)在700℃的時(shí)候，F(xiàn)e-Ni合金的最小蠕變速率比普通的耐熱鋼要低很多，這是因?yàn)樵谶@些合金中即便是在700攝氏度的時(shí)候也有很好的彌散強(qiáng)化作用。因此，碳和氮組成的自由合金在700℃或者更高的溫度下表現(xiàn)出了很好的抗蠕變性能和蒸氣抗氧化性。簡介：像主蒸汽管這樣的大口徑管道和如題所說的USC電站鍋爐，使用蒸氣溫度和壓力的增加要求材料要在600℃或者更高溫度下有很高
3、的蠕變強(qiáng)度或者提高材料的耐熱性能。在現(xiàn)在目標(biāo)蒸氣狀況在630℃提高到30，發(fā)明一種在蠕變強(qiáng)度和蒸氣抗氧化性都好于P91高Cr鐵素體耐熱鋼的新型耐熱鋼材是非常有必要的。在歐洲發(fā)展的鍋爐和汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的溫度超過了700℃被貫徹執(zhí)行在歐盟AD700這項(xiàng)計(jì)劃中。協(xié)同涉及所有的主要支持歐洲電廠生產(chǎn)設(shè)施和研究機(jī)構(gòu)。這個(gè)工程的第一階段始于1998年一直到2003年。第二個(gè)階段始于2002年一直運(yùn)作到2005年。其目的是對(duì)于這個(gè)計(jì)劃的建設(shè)和運(yùn)作發(fā)展它全部的技術(shù)是很有必要的。一個(gè)新的嘗試已經(jīng)被得到論證，通過使用由Leaves相
4、和相獲得的游離碳的Fe-Ni-Co馬氏體合金可以再高溫低氣壓情況下獲得均勻的蠕變變形。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-Ni-Co合金的蠕變行為完全不同于傳統(tǒng)的高Cr鐵素體鋼。在這些合金里面，已經(jīng)得到證實(shí)當(dāng)溫度超過700℃的時(shí)候它的蠕變特性會(huì)被迅速提高。在這項(xiàng)研究中，當(dāng)溫度超過700℃時(shí)，對(duì)于由游離的碳和氮組成的3Fe-12Ni-9Co-10W-（0，5，9）Cr合金中加入鋁和硅元素對(duì)它的蠕變性能和蒸氣抗氧化性有所影響已經(jīng)得到證明。尤其在它們中間的三個(gè)合金的優(yōu)秀的抗蒸氣氧化性已經(jīng)獲得。而且，在C=20從Larson-Miller參
5、數(shù)計(jì)算出來在700℃和100超過100000小時(shí)它的特性更為明顯。在7000個(gè)小時(shí)這個(gè)最長的時(shí)間里面，蠕變的試樣表面也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。實(shí)驗(yàn)步驟表一，表明了在這項(xiàng)研究中合金中化學(xué)元素組分的作用。這9個(gè)10㎏的Fe-12Ni-9Co-10W合金都在真空感應(yīng)爐被熔化。他們?cè)诩訜岬?200℃溫度下一小時(shí)被熱壓和熱軋制成為一個(gè)16㎜2的鋼板。在1000℃時(shí)進(jìn)行30分鐘液化處理。對(duì)于這個(gè)蠕變斷裂試驗(yàn)，在開始的時(shí)候試樣是直徑8㎜和長度42㎜的。表一合金化學(xué)組分的作用百分含量）CNNiCoWCrTiBAlSiFe0C0.00050
6、.000612.159.2410.150.190.00470.0850.02Bal.0C3A0.00300.001011.798.8310.010.190.00502.990.02Bal.0C3S0.00300.001011.948.959.720.190.00520.132.93Bal.5C0.00050.000512.088.969.905.040.120.00520.060.02Bal.5C3A0.00300.000511.778.819.964.770.200.00523.150.01Bal.5C3S0.
7、00300.001111.768.849.914.830.180.00430.132.90Bal.9C0.00030.000612.069.0410.108.660.160.00510.090.04Bal.9C3A0.00400.001011.718.779.988.500.200.00503.080.01Bal.9C3S0.00200.001211.758.859.858.730.180.00510.132.95Bal.合金的強(qiáng)度很高，試樣的直徑由于連接頭損壞的發(fā)生被改變成了直徑為6㎜、30㎜長了。測(cè)試的環(huán)境是
8、在應(yīng)力300到60之間、溫度從650℃和800℃之間的。蠕變?cè)囼?yàn)是在溶液處理的情況下試樣到達(dá)蠕變溫度時(shí)候就開始的。在抗蒸汽氧化的測(cè)試中，被用作金屬板的試樣是2㎜厚、10㎜寬、20㎜長。試驗(yàn)溫度是700℃和750℃，這是一個(gè)很長的一段時(shí)間，一直到1000小時(shí)。結(jié)果與討論特性轉(zhuǎn)換圖1表現(xiàn)了Fe-12Ni-9Co-10W三種合金的膨脹度的改變。對(duì)于0C中Cr的游離系列的奧氏體起
