Onderzoekstrends van warmtebehandeling van austenitisch hittebestendig staal

Om de CO2-uitstoot te verminderen, uitgebreid onderzoek en ontwikkeling van A-USC-apparatuur. 23Cr-45Ni-7W-legering (ASTM UNS N06674) is een materiaal dat de kruipsterkte verbetert door de precipitatie van de Laves-fase te versterken. Het is een vervangingsmateriaal voor stoomleidingen en ketelbuizen op hoge temperatuur in A-USC-apparatuur. Ketelbuizen moeten tijdens de constructie soms koud worden gebogen, dus het is noodzakelijk om de veranderingen in kenmerken tijdens de verwerking te begrijpen. Onderzoeksrapporten hebben het effect van koud werken op de kruipsterkte-eigenschappen van de legering geëvalueerd.

De toepassing van op Ni gebaseerde superlegeringen met een betere hittebestendigheidssterkte dan conventionele hittebestendige staalsoorten in 700℃-klasse A-USC stoomturbinewaaiers werd bestudeerd. Als een op Ni gebaseerde legering voor A-USC turbinewaaiers, werd Ni-0.05C-18Cr-13Co-9Mo-1.3Al-1.4Ti-0.1Ta-0.3Nb legering ontwikkeld. De legering is gemaakt van Inconel 617 (ASTM UNS N06617) is het basismateriaal en de legeringssamenstelling is aangepast en verbeterd. Er zijn onderzoeksrapporten over het effect van warmtebehandelingsomstandigheden op de mechanische eigenschappen van de legering.

Als een op Ni gebaseerd legeringsmateriaal dat kan worden toegepast op gietdelen van de waaierkast en de spuitmondkast van de ultra-superkritische druk (A-USC) generatorset met een stoomtemperatuur van 700 ℃, zijn er onderzoeksrapporten over het effect van Toevoeging van Al en Ti op Ni- De invloed van een 0.07C-13Cr-9Mo-19Cr-0.1Ta-0.3Nb-Al-Ti-legering op mechanische eigenschappen werd geëvalueerd. Deze legering is samengesteld met Ta en Nb toegevoegd aan het materiaal op basis van ASTM UNS N06617 (equivalent aan legering 617).

Er zijn onderzoeksrapporten over de toepassing van precipitatie-versterkte gesmede Ni-gebaseerde superlegering Ni-19Cr-12Co-6Mo-2Al-3Ti-1W-0.05C-0.005B in 700℃-klasse A-USC roterende onderdelen van stoomturbines. Als resultaat kan worden gezien dat de fase als een intermetallische verbinding als naalden neerslaat bij een mondstuktemperatuur van 850°C. Daarom werden de vermoeiingstest met lage cyclus en de trekproef uitgevoerd op het verouderde materiaal en werd de invloed van de relatieve mechanische eigenschappen bestudeerd.

Om ervoor te zorgen dat Fe-18.4Cr-31.0Ni-3.3Nb-legering kan worden gebruikt in A-USC-eenheden met een stoomtemperatuur van 700 ℃, wordt een nieuwe Fe-18.4Cr-31.0Ni-3.3Nb-legering (massa%) voorgesteld . De intermetallische verbinding die Nb bevat, dient als versterkingsfase. De korrelgrenzen van deze legering worden bijna bedekt door de Laves-fase, de TCP-fase, en de Ni3Nb-fase van de GCP-fase wordt neergeslagen in de kristalkorrels, dus het heeft een goede sterkte bij hoge temperaturen.

Om de corrosieweerstand van hittebestendige materialen te verbeteren, moet Cr worden toegevoegd, maar de relatie tussen de hoeveelheid Cr die in deze legering wordt toegevoegd en de structuur is niet duidelijk. Daarom introduceerden sommige onderzoekers, op basis van het 18Cr-additief, de relatie tussen de structuurverandering en de kruipkarakteristieken wanneer de hoeveelheid Cr-toevoeging toenam of afnam met 1623 massa%.

Om de efficiëntie van de stroomopwekking van thermische stroomopwekkingsapparatuur te verbeteren, hebben we actief de ontwikkeling van 700℃ super ultra-superkritische druk (A-USC) stroomopwekkingsapparatuur gepromoot. In deze ontwikkelingsprojecten (thermie700 in Europa en DOE-Vision21 in de Verenigde Staten, enz.), is legering 617 (JIS-NW6617) een van de standaard alternatieve materialen voor ketelapparatuur die in ruwe omgevingen kan worden gebruikt.

Daarom evalueerde een onderzoeksrapport de trekeigenschappen bij hoge temperatuur van NW6617 en de vermoeidheidseigenschappen bij lage cyclus van verschillende golfvormen, gecombineerd met de waarneming in dwarsdoorsnede, de gedetailleerde sterkte-eigenschappen bij hoge temperatuur verduidelijkt en de schade van de kruip- vermoeidheid leven. . In het bijzonder zijn de kenmerken van de hoge-temperatuurkenmerken van NW6617 verduidelijkt door austenitisch hittebestendig staal te vergelijken met hittebestendig staal met hoog chroomferritisch gehalte.

Fe-Ni-legering HR6W (Fe-23Cr-45Ni-5/7W-Ti, Nb) is een alternatief materiaal voor A-USC-ketelleidingen. Zoals we allemaal weten, zijn ketelleidingen over het algemeen pijpen met een grote diameter, en tijdens het lassen zal er restspanning optreden in de door de laswarmte beïnvloede zone. Als methode om deze reststress te verminderen, is er een SR-behandeling (stress relief), maar de behandelingsvoorwaarden voor HR6W zijn nog niet duidelijk.

Om de SR-behandelingsomstandigheden te bevestigen, werd daarom een ​​spanningsrelaxatietest uitgevoerd op de microstructuurveranderingen na de SR-behandeling, het materiaal en het basismateriaal na het lassen. Later werd in een onderzoeksrapport de kruipbreuksterkte van HR6W na SR-behandeling onderzocht.

Om een ​​nieuwe generatie hoogrenderende 700℃-klasse A-USC-apparatuur te ontwikkelen, zijn tot nu toe verschillende legeringen ontwikkeld. Met name wordt ook actief onderzoek gedaan naar een nieuw type Fe-18.4Cr-31.0Ni-3.3Nb-legering (massa%) die intermetallische verbindingen met Nb als versterkende fase gebruikt.

Sommige onderzoekers hebben de structuurverandering en kruipeigenschappen van deze legering onderzocht wanneer de Cr-toevoegingshoeveelheid wordt gewijzigd en ontdekten dat wanneer de Cr-toevoegingshoeveelheid 23 massa% bereikt, de kruipsterkte sterk zal afnemen. Om de intragranulaire versterkingsfase verfijnder en stabieler te maken, werd daarom Zr geselecteerd als een additief element en werd de invloed van de toevoeging van Zr op de microstructuur en kruipeigenschappen van de Cr-legering bestudeerd.

Om A-USC stroomopwekkingsapparatuur op 700°C-niveau te ontwikkelen, is een nieuw type austenitisch hittebestendig staal Fe-20Cr-30Ni-2Nb (at.%) met twee intermetallische verbindingen (TCP-fase en GCP-fase) als de versterkingsfase Ontworpen. Het staal kan voldoen aan de vereiste eigenschappen van A-USC-ketelbuizen (700°C, 105 uur kruip-breuksterkte van 100 MPa of meer) omdat de Fe2Nb-Laves-fase (TCP-fase) de intergranulaire precipitatie kan versterken.

Om de toepassing van dit versterkingsmechanisme in stroomopwekkingsapparatuur van de 800 °C-klasse (FA-USC) te verduidelijken, heeft een onderzoeksrapport de 1073K-kruipkarakteristieken onderzocht waarbij alleen de Laves-fase werd neergeslagen, met de nadruk op de Lave-fase aan de korrelgrens om het te bestuderen. Relatie met de organisatie.

De kruipsterkte van Fe-20Cr-30Ni-2Nb (at.%) versterkt door de korrelgrens TCP-Fe2NbLaves-fase en de intragranulaire GCP-Ni3Nb-fase is veel hoger dan de bestaande staalsoorten. Het staal voldoet in principe aan de streefwaarde van 700°C A-USC stroomopwekkingsapparatuur (700°C, 100 MPa, 105 uur). Daarnaast is hittebestendig staal ontworpen dat gebruikt kan worden voor een hogere stoomtemperatuur van 800°C.

Om de kruipsterkte van het materiaal onder de waterdampomgeving van 800℃ in de ketelbuis te behouden, is de oxidatieweerstand van het materiaal ook erg belangrijk. Daarom heeft een onderzoeksrapport het kruipgedrag van het staal in een waterdampatmosfeer onderzocht, waarbij de ketelbuis van de daadwerkelijke stroomopwekkingsapparatuur werd gesimuleerd en vergeleken met de testresultaten in de atmosfeer.

Fe-20Cr-30Ni-2Nb staal wordt voorgesteld als een nieuw type hittebestendig staal dat kan worden gebruikt voor 700℃-klasse A-USC generatorset ketelbuizen. Het daadwerkelijke gebruik toont aan dat dit staal de TCP-fase (Fe2Nb-) naar de korrelgrens kan precipiteren en GCP kan maken. De fase (Ni3Nb-) precipiteert in het kristal en heeft goede kruipeigenschappen. Het biedt hulp bij de ontwikkeling van superhittebestendig staal dat bestand is tegen stoomtemperaturen tot 800°C.

Als de overgangsmetaalelementen M die de twee verbindingen vormen verschillend zijn, kan de sterkte verder worden verbeterd door de structuur van de korrelgrens (Fe2M1) en de intragranulaire (Ni3M2) onafhankelijk te regelen. Daarom, vanuit het oogpunt van de fasebalans tussen -Fe/TCP-fasen, wijzen sommige onderzoeksrapporten erop dat het overgangsmetaalelement M kan worden geselecteerd als het Fe-Ni-Nb-M4 elementaire metaal nadat Nb is gefixeerd, en de fasebalans en de verdeling van Nb en M in elke fase werden bestudeerd.

    We beantwoorden uw e-mail binnen 24 uur!