Effekt av långvarigt åldrande på mikrostrukturen och mekaniska egenskaper hos Haynes282 värmebeständig legering
För att förbättra den termiska effektiviteten i koleldade kraftverk, minska miljöföroreningarna och förbättra resursutnyttjandet har utvecklingen av ultra-superkritiska kraftverk blivit en av de effektiva åtgärderna. Den termiska effektiviteten i koleldade kraftverk förbättras främst genom att öka ångparametrarna, nämligen ångtemperatur och tryck. Förbättringen av ångparametrarna ställer högre krav på materialens hållbarhet vid hög temperatur. När ångtemperaturen når 700 grader eller högre kan traditionellt ferritiskt stål och nytt austenitiskt stål inte längre uppfylla användningskraven, och nickelbaserade värmebeständiga legeringar måste användas.
Haynes282 legering är en åldersförstärkt nickelbaserad värmebeständig legering. Denna legering har hög kryphållfasthet vid hög temperatur, töjningsåldrad brotthållfasthet och god termisk stabilitet och har valts ut som ett av kandidatmaterialen för 700 graders avancerade ultra-superkritiska enheter. ett. För närvarande är utländska rapporter mest fokuserade på forskning om dess ångoxidationsbeständighet, svetsbarhet och utmattningsegenskaper. Det finns få studier och rapporter om förändringar i mikrostrukturutveckling och mekaniska egenskaper under åldringsprocessen av legeringar. Forskarna studerade förändringarna i strukturen och de mekaniska egenskaperna hos 282-legeringen under långtidsåldring vid 700 grader, och analyserade effekten av förändringarna i strukturen på de mekaniska egenskaperna.
Testmaterialet använder en 25 kg vakuumsmältningsmetod. Efter homogenisering och glödgning smides den till en Φ16 mm rund stång. Efter standardvärmebehandling (1120 grader × 2 timmar, luftkylning + 1010 grader × 2 timmar luftkylning och 788 grader × 8 timmar, luftkylning), åldrades testmaterialen vid 700 grader i 100, 300, 1000 respektive 3000 timmar.
Efter åldring maldes och polerades de metallografiska proverna och elektrolyserades sedan med 60 % HNO3-vattenlösning. Mikrostrukturen observerades sedan och kombinerades med energispektrumanalys för att bestämma fördelningen av utfällda faselement. Observera morfologin för den utfällda fasen och bestäm typen av utfälld fas, mät hårdhetsvärdet och testa legeringens slagenergiabsorption i rumstemperatur. Slutligen utfördes finfasanalys på de åldrande proverna och proverna utsattes för elektrolytisk extraktion för att separera olika utfällda faser en efter en för XRD-analys och kemisk kvantitativ analys. Testresultaten är följande:
(1) När åldringstiden ökar växer korngränsen M23C6-karbider och intragranulära MC-karbider av Haynes282-legering. Fasen växer långsamt med förlängningen av åldringstiden. Det är fortfarande sfäriskt efter 3000 timmars åldring och är fint och diffust fördelat i matrisen.
(2) Slagabsorptionsenergin för legeringen i standardvärmebehandlingstillståndet är 20,5J. När åldringstiden ökar, minskar kraftabsorptionsenergin snabbt. Mellan 300 och 3000h förblir legeringens slagabsorberingsenergi på cirka 10J. Den kontinuerliga fördelningen av M23C6-karbider vid korngränserna är en viktig orsak till den låga stötabsorptionsenergin hos 282-legeringen. När åldringstiden ökar, grövre och växa korngränskarbiderna, vilket gör att slagabsorptionsenergin hos 282-legeringen gradvis minskar.
(3) Hårdheten hos 282-legeringen ökar med åldringstiden. Efter standardvärmebehandling är legeringens hårdhetsvärde lågt. Efter åldring i 100 timmar ökar hårdhetsvärdet markant från 272HBS i standardvärmebehandlingstillståndet till 342HBS. Efter åldring i 300 till 3000 timmar ökar hårdhetsvärdet, men trenden är långsam. Eftersom 'fasinnehållet i standardvärmebehandlingstillståndet är lågt, är legeringens hårdhet låg. Efter långvarig åldring ökar ' fasinnehållet och partiklarna växer avsevärt, så legeringens hårdhet ökar.
