Kesan penuaan jangka panjang ke atas struktur mikro dan sifat mekanikal aloi tahan haba Haynes282
Untuk meningkatkan kecekapan haba loji janakuasa arang batu, mengurangkan pencemaran alam sekitar dan meningkatkan penggunaan sumber, pembangunan loji kuasa ultra-superkritikal telah menjadi salah satu langkah yang berkesan. Kecekapan terma loji janakuasa arang batu dipertingkatkan terutamanya dengan meningkatkan parameter stim, iaitu suhu dan tekanan stim. Penambahbaikan parameter stim mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk prestasi ketahanan suhu tinggi bahan. Apabila suhu stim mencapai 700 darjah atau lebih tinggi, keluli ferit tradisional dan keluli austenit baharu tidak lagi dapat memenuhi keperluan penggunaan, dan aloi tahan haba berasaskan nikel mesti digunakan.
Aloi Haynes282 ialah aloi tahan haba berasaskan nikel yang diperkukuh umur. Aloi ini mempunyai kekuatan rayapan suhu tinggi yang tinggi, kekuatan pecah umur terikan dan kestabilan haba yang baik dan telah dipilih sebagai salah satu bahan calon untuk unit ultra-superkritikal termaju 700 darjah. satu. Pada masa ini, laporan asing kebanyakannya tertumpu kepada penyelidikan tentang rintangan pengoksidaan wap, kebolehkimpalan dan sifat kelesuannya. Terdapat beberapa kajian dan laporan mengenai perubahan dalam evolusi mikrostruktur dan sifat mekanikal semasa proses penuaan aloi. Para penyelidik mengkaji perubahan dalam struktur dan sifat mekanikal aloi 282 semasa penuaan jangka panjang pada 700 darjah, dan menganalisis kesan perubahan dalam struktur pada sifat mekanikal.
Bahan ujian menggunakan kaedah peleburan vakum 25kg. Selepas homogenisasi dan penyepuhlindapan, ia ditempa menjadi bar bulat Φ16mm. Selepas rawatan haba piawai (1120 darjah ×2j, penyejukan udara + 1010 darjah ×2j penyejukan udara dan 788 darjah ×8j, penyejukan udara), bahan ujian telah berumur pada 700 darjah untuk 100, 300, 1000 dan 3000j masing-masing.
Selepas penuaan, sampel metalografi dikisar dan digilap, dan kemudian dielektrolisis dengan larutan akueus 60% HNO3. Struktur mikro kemudiannya diperhatikan dan digabungkan dengan analisis spektrum tenaga untuk menentukan taburan unsur fasa termendak. Perhatikan morfologi fasa mendakan dan tentukan jenis fasa mendakan, ukur nilai kekerasan, dan uji penyerapan tenaga kesan suhu bilik aloi. Akhir sekali, analisis fasa halus telah dilakukan ke atas sampel penuaan, dan sampel telah tertakluk kepada pengekstrakan elektrolitik untuk memisahkan fasa mendakan berbeza satu demi satu untuk analisis XRD dan analisis kuantitatif kimia. Keputusan ujian adalah seperti berikut:
(1) Apabila masa penuaan meningkat, karbida sempadan bijian M23C6 dan karbida MC intragranular aloi Haynes282 berkembang. Fasa ' tumbuh perlahan dengan lanjutan masa penuaan. Ia masih sfera selepas 3000j penuaan dan diagihkan secara halus dan meresap dalam matriks.
(2) Tenaga serapan hentaman aloi dalam keadaan rawatan haba standard ialah 20.5J. Apabila masa penuaan meningkat, tenaga penyerapan impak berkurangan dengan cepat. Antara 300 dan 3000j, tenaga serapan hentaman aloi kekal pada kira-kira 10J. Pengagihan berterusan karbida M23C6 di sempadan butiran adalah sebab penting untuk tenaga penyerapan impak rendah aloi 282. Apabila masa penuaan meningkat, karbida sempadan bijian menjadi kasar dan membesar, menyebabkan tenaga penyerapan hentaman aloi 282 berkurangan secara beransur-ansur.
(3) Kekerasan aloi 282 meningkat dengan masa penuaan. Selepas rawatan haba standard, nilai kekerasan aloi adalah rendah. Selepas penuaan selama 100 jam, nilai kekerasan meningkat dengan ketara daripada 272HBS dalam keadaan rawatan haba standard kepada 342HBS. Selepas penuaan selama 300 hingga 3000j, nilai kekerasan meningkat, tetapi trendnya perlahan. Kerana kandungan fasa ' dalam keadaan rawatan haba standard adalah rendah, kekerasan aloi adalah rendah. Selepas penuaan jangka panjang, kandungan fasa ' meningkat dan zarah tumbuh dengan ketara, jadi kekerasan aloi meningkat.
