【摘要】：GH2107合金是一種新型的鐵鎳基變形高溫合金,主要應用在700℃超超臨界火力發(fā)電機組的渦輪葉片上。該合金是在GH2135合金的基礎上,通過降低2%的Al+Ti含量發(fā)展而來。為了進一步提高合金在高溫下的組織穩(wěn)定性和力學性能,決定對合金成分進行優(yōu)化。本文著重研究了Fe、Cr、B、P含量對GH2107合金組織和性能的影響規(guī)律,揭示了Fe、Cr、B、P的作用機制。論文的研究結果表明:GH2107標準熱處理態(tài)的組織主要有:γ基體、γ′沉淀相、MC和M23C6型碳化物。晶粒尺寸為40μm~80μm,晶粒呈等軸晶分布,有少量退火孿晶。適當降低Fe含量,可抑制長期時效過程中有害的TCP相(μ相)的析出,提高GH2107合金的熱穩(wěn)定性。當GH2107合金中Fe含量為41.6wt%,經(jīng)725℃/3000 h長期時效處理后,TCP相開始析出,時效至10000小時后,合金基體中析出大量的TCP相。當Fe含量為35.3wt%,經(jīng)725℃/3000h長期時效處理后,沒有發(fā)現(xiàn)TCP相的析出,時效至6000小時后,合金基體中才開始析出少量的TCP相。富Fe可以降低其它元素的固溶度來促進γ′相長大,還可以適當提高合金的硬度。對合金進行高溫拉伸,拉伸斷口特征由韌窩狀向沿晶轉變。富Fe合金的位錯運動更容易出現(xiàn)Orowan繞過機制。Cr元素可以促進M23C6型碳化物在晶界處的析出。B元素主要以M3B2的形式存在于晶界處富集。B元素在晶界處附近產(chǎn)生的硼化物M3B2對鐵鎳基變形高溫合金GH2107的晶界有釘扎作用,阻礙晶粒長大。少量B元素對該合金的持久性能有利,B和P的含量都不宜過高,最佳控制量應在0.005%和0.023%附近。熱膨脹系數(shù)是衡量高溫合金性能的一個重要指標,Fe和Cr可以增加鐵鎳基變形高溫合金GH2107的熱膨脹系數(shù),B、P元素也有顯著的影響。
[Abstract]:GH2107 alloy is a new type of iron-nickel base deformed superalloy, which is mainly used in the turbine blade of 700 鈩，

本文編號：2305050