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617B鎳基高溫合金（化學(xué)成分）700℃超超臨界鍋爐材料鑄態(tài)組織及均勻化工藝
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-12-07
617B是617合金的硼改進(jìn)型，是發(fā)展前景較好的鎳基高溫合金之一。617B鎳基高溫合金（化學(xué)成分）700℃超超臨界鍋爐材料鑄態(tài)組織及均勻化工藝
隨著能源和環(huán)境問(wèn)題日漸嚴(yán)重，提高火力發(fā)電機(jī)組熱效率，降低CO2排放量的要求日益迫切。部分國(guó)家已經(jīng)把21世紀(jì)的蒸汽參數(shù)目標(biāo)制定為700℃以上，從而使熱效率突破50%，新一代的超超臨界電站需在700～720℃/393Pa的條件下服役，傳統(tǒng)的鐵素體鋼無(wú)法滿(mǎn)足如此嚴(yán)苛的條件。鎳基高溫合金因具有更長(zhǎng)的蠕變疲勞周期和更好的耐蝕能力，有望取代傳統(tǒng)的鐵素體不銹鋼成為新一代超超臨界電站候選材料。
617B是617合金的硼改進(jìn)型，是發(fā)展前景較好的鎳基高溫合金之一。本項(xiàng)目對(duì)經(jīng)過(guò)雙聯(lián)工藝冶煉得到的617B合金電渣錠進(jìn)行研究，分析其組織特點(diǎn)、析出相和元素偏析情況；根據(jù)殘余偏析指數(shù)模型計(jì)算提出該合金的均勻化工藝，結(jié)合均勻后的組織分析和熱模擬壓縮試驗(yàn)最終確定了617B合金的均勻化制度。
實(shí)驗(yàn)用617B合金采用真空感應(yīng)熔煉（VIM）和保護(hù)氣氛電渣重熔（ESR）的雙聯(lián)工藝冶煉，合金成分如表1所示。從Φ337mm的電渣錠頭部切取25mm厚的圓片進(jìn)行均勻化實(shí)驗(yàn)研究。原始鑄態(tài)組織觀察按照電渣錠心部、1/2半徑位置（1/2R）和邊緣分別進(jìn)行。規(guī)格為15mm×10mm×9mm的方形試樣用金相砂紙逐級(jí)打磨至2000#后拋光，使用170mLH3PO4＋10mLH2SO4＋15gCrO3混合溶液電解侵蝕，通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）觀察其組織，測(cè)量枝晶間距；利用能譜儀分析微區(qū)成分，并對(duì)析出相進(jìn)行鑒定。所有測(cè)量過(guò)程均采用10個(gè)樣本采樣并取平均值作為最終結(jié)果。對(duì)電渣錠不同部位的小試樣在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行均勻化熱處理實(shí)驗(yàn)，均勻化溫度為1150、1170、1190和1210℃，保溫時(shí)間為8h和48h，均勻化處理后進(jìn)行組織觀察、成分和析出相分析。
表1??617B合金化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）
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C
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Cr
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Co
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Mo
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Ti
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Al
|
B
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Si
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Ni
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0.057
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22.05
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11.72
|
9.0
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0.46
|
1.44
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0.001
|
0.02
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余量
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?
將1210℃/48h均勻化后的合金加工成Φ8mm×12mm的圓柱試樣，在Gleeble1500試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行等溫壓縮以檢驗(yàn)均勻化效果，變形溫度分別為1100、1130、1160和1190℃，應(yīng)變速率為0.1s-1，壓縮量設(shè)定為30%以模擬開(kāi)坯鐓粗過(guò)程。
????結(jié)果表明：經(jīng)雙聯(lián)工藝生產(chǎn)的617B合金電渣錠中存在枝晶和元素偏析，其中Mo和Ti是主要的偏析元素；電渣錠組織的晶內(nèi)存在較多的塊狀碳化物，表現(xiàn)為多種碳化物共生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)1210℃保溫48h均勻化處理后，枝晶和元素偏析基本消除，晶內(nèi)的塊狀碳化物部分溶解，且均勻化后的合金表現(xiàn)出良好的塑性。
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