固溶工藝對(duì)K325合金微觀組織及性能的影響.pdf

1、當(dāng)前，由于燃煤發(fā)電造成的環(huán)境問題和能源危機(jī)日益嚴(yán)重，發(fā)展高效率的燃煤電站以節(jié)能減排成為必然趨勢(shì)，具有更高運(yùn)行參數(shù)的700℃先進(jìn)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展的最前沿。
　　K325合金是一種Ni-Cr基固溶強(qiáng)化型鑄造高溫合金，由于其優(yōu)異的高溫蠕變強(qiáng)度、抗氧化腐蝕能力和焊接性而被選為700℃先進(jìn)超超燃煤電站汽缸和閥殼鑄件的材料。目前國內(nèi)外高溫合金大型鑄件研究尚不成熟，其固溶熱處理工藝更是未見報(bào)道，故本文擬對(duì)兩種成分的 K325合金的

2、凝固行為和固溶工藝進(jìn)行系統(tǒng)研究，理清固溶工藝對(duì)合金的組織特征和力學(xué)性能的影響，從而為合金熱處理制度的最終制定提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。研究表明：
　　No.1與No.2合金鑄態(tài)組織均呈枝晶結(jié)構(gòu)，且存在枝晶偏析，Nb強(qiáng)烈偏聚于枝晶間。No.1合金在枝晶間析出富Nb和Ti的條、塊狀的MC型碳化物，其凝固順序?yàn)長→L+γ→L+γ+MC→γ+MC。No.2合金在枝晶間析出MC型碳化物和篩網(wǎng)狀共晶γ/Laves相，其凝固順序?yàn)?L→L+γ→L

3、+γ+MC→L+γ+MC+γ/Laves→γ+MC+γ/Laves。γ/Laves相的存在對(duì)合金的力學(xué)性能不利。
　　固溶溫度、固溶保溫時(shí)間和固溶冷卻方式均顯著影響合金的組織和力學(xué)性能。No.1合金固溶組織均為γ+MC。首先，隨固溶溫度的升高，枝晶偏析減輕，碳化物逐漸溶解，其數(shù)量減少、尺寸減小，合金室溫抗拉強(qiáng)度小幅提高，而塑性和高溫抗拉強(qiáng)度無顯著變化；其次，隨固溶保溫時(shí)間的延長，No.1合金中的碳化物略有減少，尺寸無明顯變化，其室

4、溫和高溫強(qiáng)度提高，但對(duì)室溫、高溫塑性無顯著影響，最佳固溶保溫時(shí)間為2h；最后，合金固溶處理以不同方式冷卻：水淬和空冷后碳化物均主要分布在晶內(nèi)，空冷后碳化物的數(shù)量和尺寸略有增加，其室溫強(qiáng)度和塑性無顯著變化。而爐冷后碳化物數(shù)量和尺寸都顯著增加，且沿晶界連續(xù)析出，導(dǎo)致其室溫強(qiáng)度和塑性都降低。但隨冷速的提高，高溫抗拉強(qiáng)度顯著增加，塑性無明顯變化。水淬后可獲得理想的組織和力學(xué)性能。合金隨爐冷卻后斷裂機(jī)制為混合斷裂，而水淬和空冷后斷裂機(jī)制均為微孔聚

5、集型穿晶韌性斷裂。
　　對(duì)No.2合金進(jìn)行不同溫度的固溶處理結(jié)果表明：經(jīng)1050~1200℃固溶處理后，篩網(wǎng)狀的共晶γ/Laves相向塊狀轉(zhuǎn)變，經(jīng)1225℃和1250℃固溶后，γ/Laves相出現(xiàn)初熔，碳化物回溶，但碳化物類型未發(fā)生變化。力學(xué)性能結(jié)果表明在低于1200℃的溫度固溶后，室溫抗拉強(qiáng)度無明顯變化，1200℃和1225℃，強(qiáng)度略有下降。低于1250℃固溶處理后，隨固溶溫度的升高，室溫塑性改善，高溫塑性無顯著變化，高溫強(qiáng)度緩