Utjecaj dugotrajnog starenja na mikrostrukturu i mehanička svojstva legure Haynes282 otporne na toplinu
U cilju poboljšanja toplotne efikasnosti termoelektrana na ugalj, smanjenja zagađenja životne sredine i poboljšanja korišćenja resursa, razvoj ultra-superkritičnih elektrana je postao jedna od efikasnih mera. Toplinska efikasnost termoelektrana na ugalj se poboljšava uglavnom povećanjem parametara pare, odnosno temperature i pritiska pare. Poboljšanje parametara pare postavlja veće zahtjeve za izdržljivost materijala pri visokim temperaturama. Kada temperatura pare dostigne 700 stepeni ili više, tradicionalni feritni čelik i novi austenitni čelik više ne mogu zadovoljiti zahtjeve za korištenje, pa se moraju koristiti legure otporne na toplinu na bazi nikla.
Legura Haynes282 je legura otporna na toplinu na bazi nikla ojačana starenjem. Ova legura ima visoku čvrstoću puzanja pri visokim temperaturama, otpornost na lomljenje i dobru termičku stabilnost i odabrana je kao jedan od materijala kandidata za 700 stepeni napredne ultra-superkritične jedinice. jedan. Trenutno su strani izvještaji uglavnom fokusirani na istraživanja njegove otpornosti na oksidaciju parom, zavarljivosti i svojstava zamora. Postoji nekoliko studija i izvještaja o promjenama u evoluciji mikrostrukture i mehaničkim svojstvima tokom procesa starenja legura. Istraživači su proučavali promene u strukturi i mehaničkim svojstvima legure 282 tokom dugotrajnog starenja na 700 stepeni i analizirali uticaj promena u strukturi na mehanička svojstva.
Ispitni materijal koristi metodu vakuumskog topljenja od 25 kg. Nakon homogenizacije i žarenja, kuje se u okruglu šipku Φ16mm. Nakon standardne termičke obrade (1120 stepeni ×2h, vazdušno hlađenje + 1010 stepen ×2h vazdušno hlađenje i 788 stepeni ×8h, vazdušno hlađenje), ispitni materijali su odležali na 700 stepeni 100, 300, 1000 i 3000h.
Nakon starenja, metalografski uzorci su brušeni i polirani, a zatim elektrolizirani sa 60% vodenim rastvorom HNO3. Mikrostruktura je zatim posmatrana i kombinovana sa analizom energetskog spektra da bi se odredila raspodela precipitiranih faznih elemenata. Posmatrajte morfologiju precipitirane faze i odredite tip istaložene faze, izmjerite vrijednost tvrdoće i testirajte apsorpciju energije udarca legure na sobnoj temperaturi. Konačno, na ostarjelim uzorcima izvršena je finofazna analiza, a uzorci su podvrgnuti elektrolitičkoj ekstrakciji kako bi se razdvojile različite precipitirane faze jedna po jedna za XRD analizu i hemijsku kvantitativnu analizu. Rezultati testa su sljedeći:
(1) Kako se vrijeme starenja povećava, granični karbidi M23C6 i intragranularni MC karbidi legure Haynes282 rastu. Faza ' sporo raste s produžavanjem vremena starenja. I dalje je sferična nakon 3000h starenja i fino i difuzno raspoređena u matriksu.
(2) Energija apsorpcije udarca legure u standardnom stanju termičke obrade je 20,5J. Kako se vrijeme starenja povećava, energija apsorpcije udara brzo opada. Između 300 i 3000h, energija apsorpcije udarca legure ostaje na oko 10J. Kontinuirana distribucija karbida M23C6 na granicama zrna važan je razlog za nisku energiju apsorpcije udarca legure 282. Kako se vrijeme starenja povećava, karbidi na granici zrna se grubljaju i rastu, uzrokujući postupno smanjenje energije apsorpcije udarca legure 282.
(3) Tvrdoća legure 282 raste sa vremenom starenja. Nakon standardne termičke obrade, vrijednost tvrdoće legure je niska. Nakon starenja od 100 sati, vrijednost tvrdoće se značajno povećava sa 272HBS u standardnom stanju termičke obrade na 342HBS. Nakon starenja od 300 do 3000h, vrijednost tvrdoće se povećava, ali je trend spor. Budući da je sadržaj faze u standardnom stanju termičke obrade nizak, tvrdoća legure je niska. Nakon dugotrajnog starenja, sadržaj ' faze se povećava i čestice značajno rastu, pa se povećava tvrdoća legure.
