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617B鎳基高溫合金（化學成分）700℃超超臨界鍋爐材料鑄態組織及均勻化工藝
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-12-07
617B是617合金的硼改進型，是發展前景較好的鎳基高溫合金之一。617B鎳基高溫合金（化學成分）700℃超超臨界鍋爐材料鑄態組織及均勻化工藝
隨著能源和環境問題日漸嚴重，提高火力發電機組熱效率，降低CO2排放量的要求日益迫切。部分國家已經把21世紀的蒸汽參數目標制定為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，傳統的鐵素體鋼無法滿足如此嚴苛的條件。鎳基高溫合金因具有更長的蠕變疲勞周期和更好的耐蝕能力，有望取代傳統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合金的硼改進型，是發展前景較好的鎳基高溫合金之一。本項目對經過雙聯工藝冶煉得到的617B合金電渣錠進行研究，分析其組織特點、析出相和元素偏析情況；根據殘余偏析指數模型計算提出該合金的均勻化工藝，結合均勻后的組織分析和熱模擬壓縮試驗最終確定了617B合金的均勻化制度。
實驗用617B合金采用真空感應熔煉（VIM）和保護氣氛電渣重熔（ESR）的雙聯工藝冶煉，合金成分如表1所示。從Φ337mm的電渣錠頭部切取25mm厚的圓片進行均勻化實驗研究。原始鑄態組織觀察按照電渣錠心部、1/2半徑位置（1/2R）和邊緣分別進行。規格為15mm×10mm×9mm的方形試樣用金相砂紙逐級打磨至2000#后拋光，使用170mLH3PO4＋10mLH2SO4＋15gCrO3混合溶液電解侵蝕，通過光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）觀察其組織，測量枝晶間距；利用能譜儀分析微區成分，并對析出相進行鑒定。所有測量過程均采用10個樣本采樣并取平均值作為最終結果。對電渣錠不同部位的小試樣在箱式電阻爐內進行均勻化熱處理實驗，均勻化溫度為1150、1170、1190和1210℃，保溫時間為8h和48h，均勻化處理后進行組織觀察、成分和析出相分析。
表1??617B合金化學成分（質量分數%）
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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
|
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
|
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試驗機上進行等溫壓縮以檢驗均勻化效果，變形溫度分別為1100、1130、1160和1190℃，應變速率為0.1s-1，壓縮量設定為30%以模擬開坯鐓粗過程。
????結果表明：經雙聯工藝生產的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；電渣錠組織的晶內存在較多的塊狀碳化物，表現為多種碳化物共生長。經過1210℃保溫48h均勻化處理后，枝晶和元素偏析基本消除，晶內的塊狀碳化物部分溶解，且均勻化后的合金表現出良好的塑性。
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