Ilgalaikio senėjimo poveikis karščiui atsparaus lydinio Haynes282 mikrostruktūrai ir mechaninėms savybėms
Siekiant pagerinti anglimi kūrenamų elektrinių šiluminį efektyvumą, mažinti aplinkos taršą ir gerinti išteklių panaudojimą, viena iš veiksmingų priemonių tapo itin superkritinių elektrinių plėtra. Anglimi kūrenamų elektrinių šiluminis efektyvumas daugiausia gerinamas didinant garo parametrus, ty garo temperatūrą ir slėgį. Garų parametrų tobulinimas kelia aukštesnius reikalavimus medžiagų patvarumui aukštoje temperatūroje. Kai garo temperatūra pasiekia 700 laipsnių ar aukštesnę, tradicinis feritinis plienas ir naujas austenitinis plienas nebeatitinka naudojimo reikalavimų, todėl turi būti naudojami karščiui atsparūs lydiniai nikelio pagrindu.
Haynes282 lydinys yra senatvę sustiprintas nikelio pagrindu pagamintas karščiui atsparus lydinys. Šis lydinys pasižymi dideliu valkšnumo atsparumu aukštoje temperatūroje, atsparumui įtempimui senstant ir turi gerą šiluminį stabilumą ir buvo pasirinktas kaip viena iš kandidatų medžiagų 700 laipsnių pažangiems itin superkritiniams įrenginiams. vienas. Šiuo metu užsienio ataskaitose daugiausia dėmesio skiriama jo atsparumo garų oksidacijai, suvirinamumo ir nuovargio savybių tyrimams. Yra nedaug tyrimų ir pranešimų apie mikrostruktūros raidos ir mechaninių savybių pokyčius lydinių senėjimo procese. Tyrėjai tyrė 282 lydinio struktūros ir mechaninių savybių pokyčius ilgalaikio sendinimo 700 laipsnių kampu metu ir išanalizavo struktūros pokyčių įtaką mechaninėms savybėms.
Bandomoji medžiaga naudoja 25 kg vakuuminio lydymo metodą. Po homogenizavimo ir atkaitinimo jis kaliamas į Φ16 mm apvalią juostą. Po standartinio terminio apdorojimo (1120 laipsnių × 2h, oro aušinimas + 1010 laipsnis × 2h oro aušinimas ir 788 laipsnių ×8h, aušinimas oru) bandomosios medžiagos buvo sendintos 700 laipsnių temperatūroje atitinkamai 100, 300, 1000 ir 3000 valandų.
Po sendinimo metalografiniai pavyzdžiai buvo sumalti ir poliruoti, o po to elektrolizuojami 60% HNO3 vandeniniu tirpalu. Tada buvo stebima mikrostruktūra ir derinama su energijos spektro analize, siekiant nustatyti nusodintų fazių elementų pasiskirstymą. Stebėkite nusodintos fazės morfologiją ir nustatykite nusodinamos fazės tipą, išmatuokite kietumo vertę ir patikrinkite lydinio kambario temperatūros smūgio energijos absorbciją. Galiausiai buvo atlikta senėjimo mėginių smulkiosios fazės analizė, o mėginiai buvo ekstrahuoti elektrolitiniu būdu, kad būtų atskirtos skirtingos nusodintos fazės po vieną XRD analizei ir cheminei kiekybinei analizei. Bandymo rezultatai yra tokie:
(1) Ilgėjant senėjimo laikui, auga Haynes282 lydinio grūdelių ribos M23C6 karbidai ir intragranuliniai MC karbidai. Fazė auga lėtai, ilgėjant senėjimo laikui. Po 3000 h senėjimo jis vis dar yra sferinis ir smulkiai bei difuziškai pasiskirsto matricoje.
(2) Lydinio smūgio sugerties energija standartinio terminio apdorojimo būsenoje yra 20,5 J. Ilgėjant senėjimo laikui, smūgio sugerties energija greitai mažėja. Nuo 300 iki 3000 h lydinio smūgio sugerties energija išlieka apie 10 J. Nuolatinis M23C6 karbidų pasiskirstymas grūdelių ribose yra svarbi mažos 282 lydinio smūgio sugerties energijos priežastis. Ilgėjant senėjimo laikui, grūdelių ribos karbidai stambėja ir auga, todėl 282 lydinio smūgio sugerties energija palaipsniui mažėja.
(3) 282 lydinio kietumas didėja senstant. Po standartinio terminio apdorojimo lydinio kietumo vertė yra maža. Po 100 valandų brandinimo kietumo vertė žymiai padidėja nuo 272HBS standartinio terminio apdorojimo būsenoje iki 342HBS. Po 300–3000 valandų senėjimo kietumo vertė didėja, tačiau tendencija yra lėta. Kadangi standartinio terminio apdorojimo būsenos fazės kiekis yra mažas, lydinio kietumas yra mažas. Po ilgalaikio senėjimo fazės kiekis padidėja, o dalelės žymiai padidėja, todėl lydinio kietumas didėja.
