核能發(fā)電相比與其他能源優(yōu)勢(shì)凸顯,我國(guó)在核電技術(shù)上已位于國(guó)際領(lǐng)先水平,但國(guó)內(nèi)蒸發(fā)器主要高溫部件合金制備工藝技術(shù),并不能滿足核電的安全要求,制約了我國(guó)核電發(fā)展自主化。Inconel 625合金耐蝕抗氧化性能、高溫持久強(qiáng)度優(yōu)異,是核電蒸發(fā)器關(guān)鍵部件的理想材料,廣泛應(yīng)用于核電火電、石油化工及海洋工程等領(lǐng)域。本論文在ASTM B443 N06625成分的基礎(chǔ)上降低鐵元素含量,得到超低鐵Inconel 625合金(0Cr22Ni63Mo10Nb4),研究其熱處理工藝,表征組織對(duì)性能的影響,測(cè)試耐腐蝕、抗氧化、高溫持久性能,綜合分析性能,為工程應(yīng)用提供參考。通過(guò)草酸電解腐蝕結(jié)合晶粒度及合金硬度,確定了超低鐵Inconel 625合金的熱處理工藝:鍛態(tài)合金經(jīng)1140?C×4h固溶處理,組織均勻,第二相充分溶入,合金硬度172.0HV10,平均晶粒尺寸38.7μm,腐蝕失重速率為4.97kg·(m~2·h)~(-1);隨后1000?C×6h穩(wěn)定化處理,細(xì)小的(Nb,Ti)C于晶界、晶內(nèi)均勻析出,合金硬度186.1HV10,750?C保溫處理后,腐蝕失重速率為4.89kg·(m~2·h)~(-1)。合金在此工藝下可獲得良好的耐蝕性能、力學(xué)性能及適宜的晶粒度。經(jīng)穩(wěn)定化處理后合金有著優(yōu)異的耐蝕抗氧化性能:高溫氧化中表面迅速生成Cr_2O_3、NiCr_2O_4氧化膜,抑制氧化向材料內(nèi)部進(jìn)行;在345?C/15.5MPa亞臨界一回路水腐蝕氧化實(shí)驗(yàn)中,NiCr_2O_4氧化膜生長(zhǎng)緩慢,加之環(huán)境中的鐵元素沉積,樣品增重,1500h內(nèi)平均增重速率7.475×10~(-2)μg/(cm~2·h)。超低鐵Inconel 625合金有著優(yōu)于ASTM B443 N06625技術(shù)要求的750?C持久拉伸性能:R 178MPa,R 120MPa。持久拉伸過(guò)程中,?相斷裂破碎或被彎曲成弓形,呈現(xiàn)出一定塑韌性;由于晶界析出物與基體撕裂脫離形成晶間疏松,并逐步發(fā)展成為孔隙或裂紋,最終導(dǎo)致斷裂。樣品斷后延伸率A_t均大于20%,斷口被氧化物覆蓋,呈沿晶斷裂的特征。綜合運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、沖擊試驗(yàn)機(jī)及全自動(dòng)HV硬度計(jì)等研究分析750?C長(zhǎng)期時(shí)效對(duì)超低鐵Inconel 625合金組織與性能的影響。固溶態(tài)(1140?C×4h)合金,時(shí)效10h,可見(jiàn)晶界碳化物析出呈連續(xù)薄膜狀,在晶內(nèi)可見(jiàn)細(xì)小γ'相;時(shí)效60h發(fā)生γ'→?相退化轉(zhuǎn)變,時(shí)效1000h針片狀?-Ni_3Nb相遍布整個(gè)晶粒,2000h后組織趨于穩(wěn)定;時(shí)效過(guò)程中晶界碳化物多為富鉻的M_(23)C_6型和富鉬的M_6C型碳化物。穩(wěn)定化態(tài)(1140?C×4h+1000?C×6h)合金,時(shí)效20hγ'相在晶界孿晶界析出,于200h發(fā)生γ'→?相退化轉(zhuǎn)變,時(shí)效3000h針片狀?相遍布整個(gè)晶粒;時(shí)效4000h后組織趨于穩(wěn)定;斷續(xù)分布的晶界碳化物粗化緩慢,以(Nb,Ti)C、富鉬的M_6C型碳化物為主,并伴有M_(23)C_6型碳化物。穩(wěn)定化處理推遲了長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中γ'與?相形成及生長(zhǎng)及碳化物的析出與轉(zhuǎn)變,隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng),穩(wěn)定化態(tài)合金硬度的提高及合金塑韌性的下降緩慢;在ASTM G28A酸性硫酸鐵浸蝕實(shí)驗(yàn)中,時(shí)效過(guò)程中晶界碳化物析出形成合金元素貧化區(qū),晶界析出相及交錯(cuò)δ相溶解使試樣發(fā)生晶粒脫落導(dǎo)致失重,相比于固溶態(tài),穩(wěn)定化態(tài)合金腐蝕失重隨時(shí)效時(shí)間提高緩慢。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM623
【部分圖文】：

江蘇科技大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文出、δ 相析出以及 γ''→δ-Ni3Nb 退化轉(zhuǎn)變，在 L.M. Suave,見(jiàn)不同的最終熱處理狀態(tài)會(huì)明顯影響合金的時(shí)效析出行為遲了時(shí)效析出過(guò)程[20]。此外，Ni2(Cr, Mo)的形成[31]，MC→ 物轉(zhuǎn)變，生成拓?fù)涿芘畔?TCP)都會(huì)發(fā)生在時(shí)效過(guò)程中，這響合金材料的力學(xué)性能及耐蝕性能。

圖 1.2 γ-Ni-NbC-Laves(γ-Ni 角)偽三元相圖.2 Pseudo-ternary phase diagram of γ-Ni-NbC-Laves(γ-Ni 圖 1.3 Ni-(Fe+Cr)-(Nb+Mo+Si)偽三元相圖. 1.3 Pseudo-ternary phase diagram of Ni-(Fe+Cr)-(Nb+Mo作為新一代高強(qiáng)度耐腐蝕高溫合金，有著優(yōu)異的165MPa，是目前諸多行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。本論文在3625 和 NS336 成分的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，降低鐵元

從一定角度上來(lái)說(shuō)，在合理范圍適當(dāng)提高向，同時(shí)細(xì)小的 NbC 可阻礙晶粒粗化。Cr, Mo 元Nb, Mo 元素是高溫強(qiáng)度的重要保障，而(Fe, Cres 相減小，因此降低 Fe 元素含量既不會(huì)對(duì)關(guān)鍵性成。圖 1.2 γ-Ni-NbC-Laves(γ-Ni 角)偽三元相圖1.2 Pseudo-ternary phase diagram of γ-Ni-NbC-Laves(γ-Ni
【參考文獻(xiàn)】

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7 王博;;我國(guó)核電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

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10 張銳平;張雪;張祿慶;;世界核電主要堆型技術(shù)沿革[J];中國(guó)核電;2009年04期

本文編號(hào)：2887122