IN625高温合金成分优化及热处理工艺的研究

发布时间：2017-04-05 21:09

  本文关键词：IN625高温合金成分优化及热处理工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：IN 625高温合金是一种具有优良的蠕变性能、持久性能和抗腐蚀性能的固溶强化型镍基高温合金。国际上,铸造IN 625合金作为700℃超超临界火电机组关键部位候选材料研究。欧洲和日本已经进行了IN 625合金相关部件的试制工作。国内对铸造IN 625合金研究较少,尚不了解铸造IN 625合金的微观组织和相关性能。为了明确铸造IN 625合金的微观组织和性能,本文针对铸造IN 625合金的铸态组织、固溶处理制度、固溶态的室温和700℃拉伸性能、700℃和750℃长期时效组织稳定性以及Al、Ti、B元素的影响进行了研究。论文研究结果表明:IN 625合金的凝固组织为普通树枝晶结构,晶粒尺寸为1~3 mm,析出相为MC型Nb C。铸态合金中一次枝晶和二次枝晶比较明显,没有三次枝晶。合金中加入的Al、Ti元素对合金的树枝晶组织和析出相影响很小,而B元素能够增加二次枝晶间距。添加这三种元素对合金主元素的偏析比影响很小。通过研究固溶处理参数对NO.4合金微观组织的影响,确定出IN 625合金合适的固溶处理制度为1200℃/1 h/WQ。固溶处理后,NO.1和NO.3合金中碳化物较多,NO.2和NO.4合金中碳化物较少。添加0.2%Al和0.2%Ti元素对合金的室温和700℃拉伸强度和拉伸塑性影响不大;添加0.04%B元素对合金的室温和700℃拉伸强度影响也不大,但是能够改善合金的拉伸塑性。700℃长期时效时IN625合金在300h后,析出了连续的M23C6相,呈网状分布在晶界上,而且在长期时效到3000h过程中一直存在;枝晶间区域析出了大量的γ″相,且γ″相中存在大量的层错;随着时效时间的延长γ″相的尺寸逐渐增大,数量逐渐减少,2000h后开始转化为δ相。时效300h后,合金晶界和MC附近开始析出δ相,并且随着时间的延长数量逐渐增多,而且750℃时效,δ相析出较快。合金中的MC在长期时效过程中会分解转化为M23C6,转化机制为MC+γ→M23C6。添加0.04%B元素对IN 625合金组织稳定性影响很小;而添加0.2%Al和0.2%Ti元素能够提高γ″相的稳定性。合金在700℃时效组织比较稳定,而在750℃时效组织很不稳定;750℃明显超出了合金的使用温度。
【关键词】：IN 625高温合金 成分优化 固溶处理 组织稳定性
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG156;TG132.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-28
• 1.1 Inconel 625高温合金概述12-19
• 1.1.1 Inconel 625高温合金的物理常数和主要性能12-16
• 1.1.2 Inconel 625高温合金中主要元素的作用16-17
• 1.1.3 Inconel 625高温合金的微观组织17-19
• 1.2 高温合金热处理工艺19-20
• 1.2.1 固溶处理19-20
• 1.2.2 中间热处理20
• 1.2.3 时效处理20
• 1.3 断.的宏观形貌、微观形貌及断裂机理20-21
• 1.4 Inconel 625合金的长期时效组织稳定性21-23
• 1.5 超超临界火电机组研究现状23-26
• 1.6 本研究工作的背景、意义及内容26-28
• 第2章 实验材料及方法28-32
• 2.1 实验材料28-29
• 2.1.1 合金成分28
• 2.1.2 添加Al、Ti和B元素的作用28-29
• 2.2 实验方法29-32
• 2.2.1 铸态IN 625合金微观组织分析29
• 2.2.2 IN 625合金固溶处理制度的研究29-30
• 2.2.3 固溶态IN 625合金拉伸性能试验30-31
• 2.2.4 长期时效实验31-32
• 第3章 铸态IN 625合金的微观组织分析32-38
• 3.1 前言32
• 3.2 实验结果32-36
• 3.2.1 Al、Ti和B元素对铸态IN 625合金凝固组织和偏析的影响32-33
• 3.2.2 Al、Ti和B元素对铸态IN 625合金析出相的影响33-36
• 3.4 讨论36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 IN 625高温合金固溶处理制度的研究38-54
• 4.1 前言38
• 4.2 固溶参数对IN 625合金微观组织的影响38-45
• 4.2.1 固溶温度对IN 625合金微观组织的影响38-41
• 4.2.2 保温时间对IN 625合金微观组织的影响41-43
• 4.2.3 冷却方式对IN 625合金微观组织的影响43-45
• 4.3 Al、Ti、B元素对固溶态IN 625合金组织和拉伸性能的影响45-50
• 4.3.1 Al、Ti和B元素对固溶态IN 625合金微观组织的影响45-46
• 4.3.2 Al、Ti和B元素对固溶态IN 625合金拉伸性能的影响46-48
• 4.3.3 Al、Ti和B元素对固溶态IN 625合金室温拉伸性能的影响48-50
• 4.4 讨论50-53
• 4.4.1 固溶温度对IN 625高温合金微观组织的影响50-51
• 4.4.2 保温时间对IN 625高温合金微观组织的影响51
• 4.4.3 冷却速度对IN 625高温合金微观组织的影响51
• 4.4.4 Al、Ti和B元素对固溶态IN 625合金组织和拉伸性能的影响51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 IN 625高温合金长期时效组织稳定性的研究54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 实验结果与讨论54-62
• 5.2.1 晶界的演化54-55
• 5.2.2γ″相的形成、长大与转化55-56
• 5.2.3 碳化物的分解与转化56-58
• 5.2.4 δ 相的析出58-59
• 5.2.5 Al、Ti、B元素对IN 625合金组织稳定性的影响59-60
• 5.2.6 时效温度对合金组织稳定性的影响60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-70
• 攻读硕士期间发表的论文和获得的科研成果70-71
• 致谢71-72

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