P添加對K984G鑄造合金組織和性能的影響.pdf

1、GH984是一種Ni-Fe基高溫合金，具有優(yōu)異的長期持久強度、抗氧化腐蝕性能、組織穩(wěn)定性和加工性能，在GH984變形合金基礎(chǔ)上發(fā)展出一種新型 Ni-Fe基鑄造高溫合金，將為我國700oC超超臨界電站汽輪機氣缸和閥體等大型鑄件提供高溫合金材料，已成為候選材料之一?？紤]到新型Ni-Fe基鑄造合金與GH984變形合金的微觀組織的顯著差異(包括成分偏析、晶粒度、晶界特征等)，而P對鑄造高溫合金組織特征和力學(xué)性能的影響規(guī)律尚不明確，研究 P元素添

2、加對在GH984變形合金基礎(chǔ)上發(fā)展出的新型 Ni-Fe基鑄造高溫合金組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，明確P元素在Ni-Fe基鑄造高溫合金中的作用，可以為新型Ni-Fe基鑄造高溫合金成分優(yōu)化和鑄造高溫合金成分設(shè)計提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。論文主要研究結(jié)果如下：
　　研究了P元素添加對一種700℃先進超超臨界電站汽輪機氣缸和閥體用新型Ni-Fe基鑄造高溫合金組織特征和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：P元素的添加使合金枝晶組織粗化且合金元素偏析程度增

3、大。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，合金的主要析出相為γ′相、MC型碳化物、M23C6型碳化物和Ti(C,N)型碳氮化物。P元素添加對析出相類型無明顯影響，卻使晶界M23C6型碳化物明顯增多。合金的拉伸強度和屈服強度隨 P元素的加入無明顯變化，但降低合金的拉伸塑性。合金在700℃/400MPa條件下的持久壽命和塑性明顯降低。合金力學(xué)性能的變化被歸因于枝晶粗化和偏析程度增加引起的晶界和枝晶間強度降低。
　　K984G-1合金與K984G-2合金在8

4、00℃、850℃和900℃的氧化過程主要分倆部分：第一部分氧化力學(xué)規(guī)律較拋物線規(guī)律有所偏離，這可能是與合金中Cr元素含量過高，氧化初期Cr3+擴散過快有關(guān)，其高溫氧化過程主要受Cr3+在以Cr2O3為主的氧化膜中的擴散控制；第二部分氧化動力學(xué)規(guī)律比較符合立方規(guī)律。合金在添加P后，合金氧化速率明顯增加。這是因為P元素的加入促進了Cr元素則向枝晶干偏析，致使合金表面氧化膜的主要形成元素分布更加不均勻，同時P元素的加入有可能提高了Cr3+的擴