INCONEL 783合金的組織與應(yīng)力馳豫性能研究.pdf

1、INCONEL 783合金作為一種航空用低膨脹高溫合金,目前已被用于制作超超臨界火力發(fā)電機組的螺栓,并有可能用于未來更高參數(shù)如650oC以上的機組。然而,目前國內(nèi)外對該合金在汽輪機工況應(yīng)用的研究極為缺少,不能為該合金安全合理的使用提供必需的數(shù)據(jù)。本文對進(jìn)口與國產(chǎn)兩種合金進(jìn)行了研究,一是用JMatPro材料性能模擬軟件結(jié)合實驗分析對該合金熱處理制度的合理性進(jìn)行了評估,二是對高溫應(yīng)力馳豫特性及相關(guān)的組織演變行為進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)熱處

2、理工藝的固溶溫度對于IN783合金的名義成分是合理的,但對實際Nb、Al含量較高且含C的合金偏低。熱力學(xué)計算顯示783合金對η相析出敏感。為避免η相的析出,使用溫度建議不超過650oC等級。此外,合金元素Cr、Fe對穩(wěn)定γ′有利,降低Co、Nb的含量也可以抑制η相的形成。β時效對汽輪機螺栓應(yīng)用仍然是必要的,其作用不僅是提高晶界抗氧化性,而且還可起到減緩γ′的析出、抑制η形成的效果。進(jìn)口合金與國產(chǎn)合金相比有更多的γ′析出和更大的錯配度。γ

3、′在β時效時就會析出,并產(chǎn)生正的γ/γ′晶格錯配。晶格錯配隨時效進(jìn)行而增大,但在γ′二次時效時出現(xiàn)額外的負(fù)錯配。783合金在575oC~700oC下的應(yīng)力馳豫曲線表現(xiàn)為快速下降和趨于平穩(wěn)的兩個階段。短時間馳豫數(shù)據(jù)表明該合金可以用在600oC及其以下,625oC有較大風(fēng)險,仍需要更長時間的試驗進(jìn)行評估。時效工藝的改變會影響馳豫性能,目前所進(jìn)行的反轉(zhuǎn)時效及附加高溫長時時效均導(dǎo)致合金抗馳豫性能弱化。固溶溫度的改變及是否固溶對600oC的馳豫行

4、為影響不大,但對更高溫度如650oC有明顯影響,固溶溫度高的抗馳豫性能好；在1000h內(nèi)國產(chǎn)合金有更好的表現(xiàn),其在600oC的抗馳豫性能優(yōu)于進(jìn)口材料；650oC的性能略低于1160oC固溶進(jìn)口材料,而高于采用標(biāo)準(zhǔn)工藝固溶的材料。國產(chǎn)和進(jìn)口合金在馳豫初始階段均表現(xiàn)出極高的應(yīng)力指數(shù),隨著時間的延長和溫度上升而明顯下降；在所測溫度范圍內(nèi)激活體積在50~80 b3之間,隨溫度上升先增大后減小,大體上隨時間延長而減??；時效制度不同會對激活體積造成