傳熱管用新型Fe-Ni基合金的高溫氧化及蠕變性能研究.pdf

1、隨著國際能源形勢的日益嚴峻,加上石油、煤炭的傳統(tǒng)不可再生能源的日益減少,各大國已經將發(fā)展新能源如核能擺放在越來越重要的地位。迄今為止,我國核電蒸汽發(fā)生器傳熱管的管材仍舊大部分依靠進口。鑒于此,本文以國外優(yōu)異的核電傳熱管管材800H合金為基礎,從元素在合金中的作用作為切入點,合理地配比合金元素含量,制備出數種Fe-Ni基合金,并深入研究它們的高溫性能,為進一步優(yōu)化工藝以制備出更優(yōu)良的合金給出實驗依據。本文著重討論兩種合金,分別是800H(

2、Fe-31Ni-21Cr)及HDG-A(Fe-30Ni-18Cr-3Al1-2Mo)。
　　 通過氧化稱重法,研究了兩種材料的高溫氧化性能,發(fā)現(xiàn)HDG-A合金900℃氧化100h的增重量為0.20mg/cm-2,而800H同樣條件下增重為0.69mg/cm-2;橫截面分析表明,900℃時HDG-A合金的氧化膜基本上由Al的氧化物組成,800H合金的氧化膜從內到外為Cr2O3、Cr-Fe-Mn氧化物及TiO2,這表明800H合金的

3、Cr2O3氧化膜高溫時已經失效,而α-Al2O3構成的氧化膜仍具有鈍性;詳細分析了800H合金高溫氧化膜失效機理以及HDG-A合金高溫氧化膜保護機制。結果表明,Al元素能極大改善合金的高溫抗氧化性能。
　　 對高溫蠕變性能的試驗研究表明,HDG-A合金的蠕變強度優(yōu)于800H合金,600℃時HDG-Aσ6001×10-4=372MPa,而800H合金σ6001×10-4=171MPa,但是蠕變斷裂韌性較800H合金有較大幅度降低;