700C超超临界燃煤电站用镍基高温合金Inconel 740740H的组织与性能_图文.doc

２０１１．０９ 中国成都 第九届电站金属材料学术年会 ７００。Ｃ超超临界燃煤电站用镍基高温合金Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０／７４０Ｈ的组织 与・件台跨 赵双群１谢锡善２董建新２ １．上海发电设备成套设计研究院； ２．北京科技大学高温材料及应用研究室 ７４０合金在高温长期时效时的组织不 摘要本文介绍了Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的组织和性能。Ｉｎｃｏｎｅｌ 稳定性主要表现在７５０／７６０℃时丫，相急剧长大、＇１相的析出和晶界Ｇ相的形成。合金中ＡＩ和Ｔｉ含量的调整以及ｓｉ含量的降低可以明显改善合金的组织稳定性，在７５０和８００℃长期时效没有出现”相和Ｇ相，由此形成了７４０合金的改型合金７４０Ｈ。Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０／７４０Ｈ具有优异的耐煤灰／烟气腐蚀和蒸汽氧化以及持久性能，加工、焊接和制造性能也取得初步成功，使得该合金成为７００－７５０℃蒸汽参数超超临界电站锅炉过热器／再热器管和厚壁管道的重要候选材料。 关键词镍基合金Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０／７４０８超超临界电站组织耐蚀性能持久性能 １前言 Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０合金是美国Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｐｏｒａｔｉｏｎ（ＳＭＣ）在上世纪末专门为欧洲的７００℃超超 临界燃煤发电技术项目ＴｈｅｒｍｉｅＡＤ７００开发的一种新型镍基高温合金，计划作为电站锅炉的最高温度段过热器／再热器管材使用，蒸汽参数条件达３７．５ＭＰａ／７００℃ｈ］ｏ之后，ＳＭＣ又希望将其作为集箱和蒸汽管道等厚壁管道材料使用。Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的开发目标是（１）耐火焰侧腐蚀性能满足２００，０００ｈ金属损失不超过２ｍｍ的要求；（２）７００－７６０℃的１００，０００ｈ持久强度不小于ＩＯＯＭＰａ；（３）在固溶态或时效状态下薄壁和厚壁部件具备可焊性。基于此要求，Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金是在Ｎｉｍｏｎｉｃ２６３合金（Ｎｉ－２０ｃｒ一２０Ｃｏ一６Ｍｏ～２．２Ｔｉ－ＡＩ）成分基础上，增加Ｃｒ和降低Ｍｏ含量以增强抗氧化腐蚀性能，同时添加№来增强１，７相的析出强化作用旧１。ＳＭＣ初期冶炼了４０多炉５０磅的小炉合金、ｌＯ多炉１５０磅的半生产性的中炉合金进行成分探索和各种性能试验，并采用ＶＩＭ＋ＥＳＲ冶炼工艺冶炼了３炉生产性大炉合金，进行了焊接、焊接接头性能试验、制管、弯管及焊接等全面的测试。美国ＳＭＣ在２００１年申请了 Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０合金的发明专利。我们早在２０００年就开始与ＳＭＣ合作对Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金开展研究， 并首先提出改进合金的组织稳定性旧一１。ＳＭＣ在此基础上同时考虑焊接性能的改进，发展了Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０Ｈ合金，并于２００９年也申请了发明专利。Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金已于２０１１年７月通过了ＡＳＩＤＥ Ｓｅｃｔｉｏｎ ＣｏｄｅＣａｓｅ Ｉ和ＳｅｃｔｉｏｎＩＩ的审核，有望在年内正式纳入ＡＳＭＥＣｏｄｅ。同时，美国诸多方面也正在积极 做好准备工作，申请获得ＡＳＭＥ认可能够将合金作为厚壁管道应用的候选材料。本文比较全面地介绍了Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金在组织、性能方面的研究结果和７４０Ｈ合金的发展以及合金在应用研究上的结果。 ２ Ｉ ｎｃｏｎｅ Ｉ ７４０合金的成分和组织 ７４０合金的名义成分（ｗｔ％）为Ｃ Ｏ．５，Ｎｉ ０．０３，Ｃｒ２５．０，Ｃｏ２０．０，Ｍｏ０．５，Ａｌ０．９，Ｔｉ １．８， Ｉｎｃｏｎｅｌ Ｎｂ ２．０，Ｍｎ０．３，Ｆｅ０．７，Ｓｉ Ｂａｌ。合金的标准热处理制度为１１５０℃固溶处理３０ｍｉｎ，水 淬，然后在８００℃时效１６ｈ，空冷。图ｌ是合金标准热处理态的显微组织。晶粒尺寸范围在ｌＯ一１２０ｍ之间，平均晶粒尺寸约为５０ｐｍ。通过ｘ射线能谱、电化学萃取和ｘ射线衍射分析，合金中的主要相为在丫基体上分布的丫，、ＭＣ、Ｍ２ｓＣｓ和Ｇ相。晶粒内随机分布的碳化物为Ｍｃ型（Ｎｂ，Ｔｉ）Ｃ，晶界处碳化物为Ｍ。ｓＣｓ型Ｃｒ。。Ｃ。，晶界处还有少量的Ｇ相Ａ６Ｂ。ｅＳｉ，型（Ｎｂ，Ｔｉ）ｅ（Ｎｉ，Ｃｏ），ｅＳｉｔ。立方形ｒ强化析出相均匀分 布在晶粒内部，大小约十几个纳米，Ｈ’的晶格错配度约为０．７％。标准热处理态试样中几种析出相的 含量列于表１中，其中主要强化相，的含量约为１３ｗｔ％。由此可见，Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金是以Ｎｉ一２５Ｃｒ一２０Ｃｏ ２７８ 中茸成都第＾月电站金属材科学术年舍 为基体，以ｒ析出强化为主，并辅之以Ｍｏ元素等固涪强化的时效硬化型台金。 暖ｌ Ｉｎ－－ｅｌ 析出相 ７４０台金标准态组绒（（ａ）晶粒度；（ｂ）ｓ叫组织；（ｃ）Ｔ酬ｒ形貌） 表Ｉ ｒ ｌ１７４０台金标准态的析出相 （Ｎｂ．Ｔｉ）Ｃ （Ｃｒ＝ｆ站 ｃｏ０６４ 质量分数ｍⅢ 相组成 帅．Ｔｉ）。（Ｎ１．ｃｏ）１５ｉ＝ 图２是合金在７０４和７２５℃时散４０００ｈ的显微组织。试样中析出相仍为ｒ、啉、‰和Ｇ相，其形貌和分布与标准卷试样（图２）相似，ｒ析出相的长大趋势不明显．相分析结果也显示Ｍｃ和‰的音量 变化根小。但是，７２５℃时效４０００ｈ后，在晶界处和晶粒内部都出现了少量的针状和块状的ｎ析出相。 目３是在７５０＂Ｃ时效１０００ｈ和４０００ｈ的显徽组织。和图３ｂ一样，除了，颗粒的长大外．突出的组 织变化是Ｈ相的形成。时效１０００ｈ后。在晶界附近形成了少量的ｎ相，至时效５０００ｈ时，ｑ析出相的含量和尺寸都迅速增加．且形成了魏氏组织的特征，同时在晶界附近和ｑ相附近出现ｒ相的贫化区。 囝４是试样在７０４℃（神和７２５＂Ｃｍ）时效４０００小时的ｒ形貌。图５是试样在７５０＇Ｃ时效（ａ）１０００和５０００小时（ｂ）的ｒ形貌．可以看出，随着时效温度的升高和时效时问的延长，ｒ相迅速长大，但其 形貌仍保持立方形状，这归因于中等程度的州晶格错配度。 图６是试样在７６０＂Ｃ时效１０００时晶界析出的大块状Ｇ相。功ｘ结果显示Ｇ相中ｓｉ的厩子百分比 为１９３１６．与标准Ｇ相中ｓｉ的原子百分比２４．１９６相近。电解萃取析出相的ｘ射线衍射结果和相分析结果都证实了合金在不同温度长期时效后富ｓｉ的Ｇ相析出。 第九月电＊金属村々ｍｍ２ 图５台盒在７５０＂Ｃ时效（ａ）１０００和５０００小时（ｂ）的Ｙ。相 中国成都第九届电＃金属材料学术年会 田８台金７６０℃时效１０００时晶界析出的Ｇ相 舍金中ｒ相的长大与时效温度和时间的定量关系通过ｘ射线小角散射（ｓＡｘｓ）方法对萃取出的ｒ进行分析而得到。图７是试样在７０４、７２５和７６０＂Ｃ时效后ｙ‘的等教半径ｉ与时效时问之间的关系曲线。同一温度下时散时，析出相Ｙ’的等敲半径的三次方一与时效时间诚线性关系．远说明台金中ｒ颗粒的 粗化遵循扩散控制的粒子长大规律一∞ｃ。同时．７钟℃时效时，颗粒的长大速率远比在７０４和７２５℃时效时大，说明Ｔ７的租化速率受温度因素的影响很大。 固溶态试样在７２５℃时效４０００ｈ、８００＂Ｃ时效ｌＯＯｈ、９００＂Ｃ时效１６ｈ和９５０℃时效２６ｈ后．在晶界 或品内都有少量的ｑ相析出，而在１０００＂Ｃ时教１４０ｈ后却￣没有ｎ相析出，虽然未能在９５０＂Ｃ以上得出ｑ 相析出的确切时间，但根据这些结果，井参考利用名义成分进行的热力学计算结果（ｎ相的最高温度稳定温度为“１８℃），就可以大致给出描述试样中＇１相析出的时间温度转变关系的ＴＴＴ图，如图８所示。”相的析出温度范围大致在７００一１１１８＂Ｃ之间，析出峰值温度大约为９００＂Ｃ。 、三￡置Ｔｉｍｅ，ｈｏｕｍ 图７台盒中ｒ析出相长大规律围８台盒中ｑ相析出规律 表２是由微量化学相分析得出的、试样在７０４和７６０＂Ｃ分￡Ⅱ时效１０００和２０００ｈ时Ｇ相的析出量。 随着时效温度的升高和时间的延长，虽然ｒ“ｎ）、毗和№的含量变化很小或基本授有变化，但Ｇ 相音量的增加比较明显，尤其是受温度的升高而急剧增加。 表２Ｉｔｍｏｎｅｌ７４０台金时效后Ｇ相的析出 试验和分析表明，Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合盘在７２５＂Ｃ以下时效时，组织稳定性较好，而在７５０／７６０＂Ｃ时 效时组织不稳定性表现较为明显，主要为ｒ颗粒急剧长大、在晶畀附近，相向ｎ相的转变并造成，相的贫化以及晶界太块状６相的形成。晶内ｒ相的粗化将造成台金的软化和强度的下降，而晶界处＂相和Ｇ ２０１１．０９ 中国成都第九届电站金属材料学术年会 相的形成也会使晶界弱化和脆化。 ３ ＩｎｃｏｎｅＩ ７４０合金的性能 ３．１物理性能 Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０合金的主要物理常数见表３，物理性能如表４所示。 表３Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的物理常数表 １ｌ 温度（℃）弹性模（６Ｐａ）熟导率（Ｗ／ｍ℃）膨胀系数（Ｉ＿ｕｎ／ｍ＇Ｃ）比热（Ｊ／ｋｇ℃） ｌ 名称数值 密度（ｇ／ｃｍ３） ８．０５ 熔点（℃） １２８８－１３６２’ 电阻率（衅・ｍ） １．１６８ ｌ 表４Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的物理性能表’ ２３２２１ １００２１８ ２００ ３００２０６ ４００２００ ５００１９３ ６００１８６ ７００１７８ ８００ ２１２１３．０ １６９ ｌＯ．２“．７ １２．２８ １４．５１５．７１７．１１８．４２０．２２２．１ １３．０４１３．５０１３．９３１４．２７１４．５７１５．０３１５．７２ ４４９４７６４８９４９６５０３５１３５１９５４２５７３ ３．２拉伸性能 Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０合金的室温和高温拉伸性能如表５所示。合金的抗拉强度和屈服强度随拉伸试验温 度的提高，初期虽然有波折但整体呈缓慢下降的趋势，在室温时，抗拉强度和屈服强度分别为ｌ，１６９ＭＰａ和７２１ＭＰａ，在７０４＂Ｃ时分别为９１４ＭＰａ和６４８ＭＰａ，随后，随着拉伸温度的增加，抗拉强度和屈服强度下降速度变快。合金的拉伸塑性指标室温时比较高，延伸率和面收缩率分别为５１．３％和４９．４％。高温时整体上随着拉伸温度的增加而增加。所有温度时的拉伸塑性都比较好，保持在较高的水平。 表５Ｉｎｔｏｎｅｌ７４０合金的拉伸性能 温度（℃）抗拉强度（ＭＰａ）屈服强度（卿ａ）延伸率（％）收缩率（％） ２３１１６８．７７２０．５５１．３４９．４ ５３８９７９．８６１６．４３１．３３９ ５９３９９２．２６０７．４３１．４３２．８ ５９３１０２３．２６２１．２３８．４３９．８ ７０４９１３．６６４８．１３７．９４３．７ ７６０７６６．０６０８．１３２．５４３．９ ８００６５１．６５５６．４３４．８４６．２ ８１６６０８．１’５１４．４ ８７ｌ３６５．４ ９２７ ２００．０１４８．２６３．５ ９８２１０４．８６０．Ｏ１１２．５ ３０４．１５５．２６７．８ ３７．７４７．８ ７９．４９３．１ 表６是另一炉号合金不同温度长期时效后的拉伸性能。在７００。Ｃ和７５０＂Ｃ时效过程中，抗拉强度和屈服强度的变化规律基本相同，时效时间较短时，强度增加，随后又稍微下降，整体变化幅度较小，但都高于未进行时效时的结果；在８００。Ｃ时效时，抗拉强度和屈服强度时效ｌＯＯｈ时升高，随后很快下降。三个温度下的延伸率则随着时效的进行都呈现下降趋势，并逐渐区域稳定。 表６ 时效温度 （℃） ｌ ｎｃｏＮｅ Ｉ ７４０合金的高温时效后拉伸性能 ７５０℃ ８５０℃ ７００℃ 时效时间 （ｈ） Ｏ１００１０００３０００１００００１００１０００３０００１００１０００３０００ 抗拉强度 （ＭＰａ） １０２０．４１１３３．１ １１４６．３ １１１４．２１１２０．５１１２１．７１１５５．９１１４２．７１１０８．２１０５６．７ ９８７．９ 屈服强度 （ＭＰａ） ５９７．７７７４．２８４３．２７２８．０７８８．６７９４．２７７２．１８２７．４７０３．７６１５．８５５０．５ ２０１１０９ 中用成∞ ＊＾Ⅻ电＊月材料学术４ ３ ３持久性能 Ｔｎｃｏｎｅｌ ７４０合金存６５０１２８５０℃；之问的持久性能如阁９所示。在７５０”｜Ｃ的持久试验最长断裂时州 超过了２０，０００ｈ。根据ｆ｛前所得到的持久试验结果，利用拉森米勒参数浊可以椎合金在７５０℃的１００，０００ｈ持久强度不小丁ＩＯＯＭＰａ，町咀满足作为７００Ｃ超超临界电站锅炉过热器管材使用的基本要求，而且，台金的持久强度在过热器管丰姜镍基候进材料Ｎｉｍｏｎｉｃ和ＨＲ６Ｗ中也是最高的。 ２６３、［ｎｃｏｎ（，ｌ ６１７、Ｈａｖｎｃｓ ２３０ １０１ １酽 图９ Ｉｎｃｏｎｅ １矿 ＲＬｆ吨Ｊ∞Ｌｉｆｏ １矿 ｈ １矿 ７４０台金的持久性能 ３ ３煤获／烟气腐蚀性能 图１０是Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金在实验室模拟煤燃烧环境中的腐蚀试验结果。。试验温度为７００℃，合 成烟气组成为Ｎ２一１５％Ｃ０ｒ３５％吼一０２５％ｓ如，合成煤灰组分为５％Ｎａ，Ｓ＆一５％Ｋｓｎ ９０％（Ｆｅ。０，一Ａｌｎｓｌｎ， 比例为１ｌ１）。图中删时给出了Ｉｎｃｏｎｅｌ６１７合金和Ｎｉｍｏｎｉｃ台金在相同条件下的腐蚀试验结累。可咀看出，ＩｎｃｏｎｅＩ ７４０台金耐煤灰／烟气腐蚀性能明显好于另外两种合金，这不仅是因为７４０合金 中的ｃｒ含量高于其他两种台金，更因为７４０合金中的Ｍｏ古量很少，只有０５ｗｔ％，而６１７和２６３台金的Ｍｏ舍量分别为９ｗｔ％和６ｗｔ％。在含有硫酸盐和二氧化硫气体的环境中，含№较高的台金会产生酸性熔融反应，易产生严重的热腐蚀．冈此．高Ｍｏ含量是２６３和６１７台金相较于７４０台金，耐硫化腐蚀性能差。 Ｊ Ｊ ｝’ ／ ０ ／ ，＿ ｝。 ‘一“ ２０００ ］ＯＯＯ ４０００ １０∞Ｓ０００６０００ Ｅｘｐｏｓｕｒｅｌ’ｒｎｅ，Ｈｏｕｒｓ 围１０ｒｎｃｏｎｅＩ ７４０台盒在合成煤灰／烟气腐蚀环境中腐蚀结果 中国成 镕＾届自＃Ｍ材料｛术｛会 图１１是模拟美国中西部高舍琉煤燃烧环境的腐蚀试验结果“１。试验温度从６５０＂Ｃ到８７０＂Ｃ。烟气 成分为Ｈｒ３ ６帆１㈣１５慨 ｎ３５％Ｓ０＝一０ ０２％Ｃ１．煤灰组成为ｌｏ％硫酸盐一２ ５％Ｃ一 （Ｆｅ２０，一＾ｌ。‰一ｓｌｍ，比例为１１１）。也可以看出，‰含量较高的台金的耐煤灰腐蚀性能较差，耐ｃｒ音量大约在高于２５％时，耐煤灰腐蚀性能基本上稳定，没有太大的改善。多种条件下的试验结果表明 ｉｎｔｏｎｅｒ ７４０合金可以满足作为过热器管材使用时对耐煤灰腐蚀性能的要求。 ｉ １｜ “㈨№‰‘；氍 ｌ － ｏ村 ｍ８７０．ｃ 二． ３４蒸汽氧化性能 ｌ 囤１１ ｉ洲ｉ碉甜ｉｉｉｌ如ｂ由厶ｄｊ一抽．ｄ ｉｉｌ ｓ 皇ｉｌ蹦ｉ ８ ｌｌ３ｉ ｌｌｌｌ ｌｎｏｏｎｅＩ ７４０台金在高硫含量煤燃烧条件下的腐蚀 图１２是现今正在使用的过热器管材或未来的过热器管候选材料在６５０＇Ｃ和Ｂ００＂Ｃ的蒸汽中氧化 ｌＯＯｏｈ的相对氧化结果比较”’，其中以奥氏体钢３０４Ｈ氧化后剥落的氧化膜量作为基准１。蒸汽氧化性能与台金中的ｃｒ含量有着密切相关，这些材料的ｃｒ含量在挑到２６％之间．其中包括Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０ 合金。这些钢和音金的抗蒸汽氧化性能基本上以１８８奥氏体耐热帮为分界线。ｃｒ含量更高的合金ｔ ６５０＂Ｃ的抗蒸汽氧化性能并没有实质的改善．而且８００＇Ｃ的抗蒸汽氧化性能的改善并不是十分显著。 总之，当舍金中的ｃｒ含量达到大约２０％左右时。就可以满足抗蒸汽氧化性能的需求。Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的ｃｒ含量达到了２５％．能够７００＂Ｃ超超临界蒸汽参数条件下的耐蒸汽氧化的要求。 圉＇２台盒的抗蔫汽氧化性能 ３ ５加工和焊接性能 图１３是Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合金的冷加工硬化试验结果ａ随着冷加工变形量的增加，硬化效应出现。 舍金由于冷加＿［而产生了塑性变形．不仅外形发生了变化，且内部的晶粒形状也舍发生改变，晶粒会 ２８４ ２０１１．０９ 中国成都第九届电站金属材料学术年会 沿受力方向被拉长。当冷加工塑性变形较大时，还会产生较大内应力，可能产生冷加工缺陷。７４０合金可以在固溶状态下进行冷弯和冷扩，试验效果良好。弯曲应变控制在大约１２％以免影响蠕变断裂强度和延伸率。对于奥氏体合金，ＡＳＭＥ标准规定允许存在１０－１５％的应变。 善 薹 舌 弼够秘格 图１３ Ｉｎｃｏｎｅｌ ＩｎｃｏｎｅＩ ７４０合金的冷加工效应 ７４０合金的薄板、厚板和小口径管子的焊接试验已经开展。焊接接头也通过了冷弯合格 测试。表７是合金焊接接头的拉伸性能。抗拉强度与合金母材相比，强度下降的幅度不一，最大只有ＩＯＯＭＰａ左右。屈服强度与母材相比，有高有低。延伸率和收缩率与母材相比，下降的幅度比较大。焊接接头的持久性能试验结果如图１４所示。与合金母材的持久强度相比，焊接接头的持久强度下降，强度衰减的规律与奥氏体类合金相同。 表７ 温度（℃）抗拉强度（ＭＰａ）屈服强度（咿ａ） 延伸率（％） ２０１１２７．４ １００１０４２．２ Ｉ ｎｃｏｎｅ Ｉ ７４０合金焊接接头拉伸性能 ３００９００．４ ４００９３３．２ ５００ ６００ ７００ ８００６４４．０ ９００ ２００１００３．１ ８８９．２８５２．９８７４．５２９９．０ ８５７．８７５１．６１７．０ ７１８．１１６．０ ６８５．９１７．Ｏ ７０８．３１６．５ ６９０．１１７．Ｏ ６５３．８１１．５ ６５７．３８．Ｏ ６０２．８３．５ ２８４．３ｌＯ．５ １８．５６９．５ 收缩率（％） ２７．５２６．Ｏ２８．５３２．５３５．５１９．Ｏ１０．０８．Ｏ２３．５ 苫譬。西ｓ 啪（ｃ哪 图１４ ４ ＩｎｃｏｎｅＩ ＩｎｃｏｎｅＩ ７４０合金的焊接强度 ７４０Ｈ合金的发展 ２０１１０９ 中目成鄙 第＾“ｍ“金属材料学ｆ盘 囤１５改型台金７５０＂Ｃ时效５＋０１８ｈ（ａ）．８００＂Ｃ时效５０００ｈ（ｂ）和８５０＂Ｃ时效４，０００ｈ沁）的组织 Ｉｒｌｃｏｎｅｌ 曛 ７４０合金组织ｔ的不稳定性势必影响到合盘在高温使用过程中高温强度和塑性保持，因 此，我们利用热力学甜算对台金的成分进行ｒ优化调整，具体目标是；保证Ｙ僵化相的足够数量、延 缓Ｙ’相的长大速率咀增加稳定性减弱ｒ相向ｎ相的转变趋势班致消除或减少Ⅵ相的析出；消除或抑制晶界Ｇ相的形成以避免晶界弱化。提出了提高＾ｌ含量和降低Ｔｌ和ｓｌ含量的具体改进措施，并也练了小炉试验台金。图１５ａ，ｂ和ｃ分别是改型台金在７５０＂Ｃ时效５，ＯｌＯｈ、８００＇Ｃ时效０，０００ｈ和８９０＂Ｃ时效４．０００ｈ的组织。合金中的析出相为晶内ｙ’强化相和少晕的晶内和晶界碳化物。和前述Ｉｎｃｏｎｅｌ厘型舍金高温时效后的显微组织相对比，改型台金中既没有”相，也没有在晶界形成６相。 在我们提出对Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０台金成分调整的研究结果基础上，美国ｓＭｃ公司考虑合金在厚板焊接试验时曾经出现Ｈ＾ｚ液化裂纹。，兼顾未来作为厚壁部件应用的要求，又将台金中的№和Ｂ古量适当降低，重新发展了一种新的改型台金Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０Ｈ，并于２００９年申请了发明专利。ｉｎｃｏｎｅｌ台金的名义成分（ｗｔ％）为ｃ Ｆｅ０ ７，Ｓｉ ０ ００３．Ｃｒ２００，ｃｏ２００，ｏ０ ０，Ａ１１．３５，Ｔｉｌ ７４０１１３．７４０ ３５，№ｌ ５。Ｍｎ０ １５，Ｂ０００１，Ｎｉ Ｂａｌ。和Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０台垒相比较，Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０１１主要提高，＾Ｉ的 含量、降低了Ｎｂ、Ｔｌ、和ｓｉ咀驶Ｂ的成分含量。 ９ ＩｎｃｏｎｅＩ ７４０Ｈ合金的主要性能 ７４０１１合金的持久强度试验结果如图１６所示。图中显示出其持久性能与Ｉｎｃｏｎｅｌ７４０合 Ｉｎｃｏｎｅｌ 金没有明显的区别。由于７４０１１台金的成分改进，使其高温组织稳定性得到明显的改进．因此可咀预 期７４０１｛台金的长叶持久性能不会比原型台金７４０差。 Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０Ｈ台金长期时效时冲击性能的变化如表８所示“１。可以看出，７４０Ｈ比原７４０台金的冲 击性能得到改善。一方面，标准热处理态时，７４０Ｈ的冲击功比７４０明显提高；另一打面，高温时效后，原７４０合金冲击功下降幅度较大，而７４０Ｈ合金的冲击功下降的幅度比７４０小．且其绝对数值是７４０的近二倍。主要得益于成分调整抑制了晶界处因Ｔ７向ｎ的转变而造成的品界弱化。 中国成都第九届电站金属材料学术年会 、、 、 ∞ ｌ ｌ甜 矗 墨 、 ｌ ７ＣＯ℃／２ ０００ｈ ７００℃／５ ０２４ｈ ７，５０℃／５ ０２４ｈ ｌ冲击功（Ｊ／ｃ０） 中国成都 第九月电站金属材料学年击 围１８ ６结语 １ｎ㈣Ｉ ７４０Ｈ台金管道（３８１ｍ ＯＤ ｘ ２０３ｍｒａ ＩＤ ｘ １０ ４ｍ Ｌｏｎ曲 镍基高温台金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０在７００７５０℃具有高的持久强度和良好抗蒸汽氧化和煤获／烟气腐蚀性 能，可以满足７００℃超超临界燃煤锅炉过热器管材的应用需求。但也存在些问题，例如，在高温长 期时效时，组织稳定性上存在析出相ｒ在７５０／７６０℃的长大较快、晶界和晶内ｎ相的析出和晶界Ｇ相的 形成等问题，影响或可能影响到台金的冲击和持久性能，同时，厚壁部件焊接性能有待于改进。 根据我们对合金组织稳定性的研究和热力学计算结果等，对合金的成分进行了调整，提高了合金 中Ａ１含量。并适当降低Ｔｉ、№、ｓ１和Ｂ含量，形成了该型台金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０Ｈ。成分调整后的Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０Ｈ合金组织稳定性得到根大改进，ｒ的稳定温度得到提高，在高温时效后没有出现ｎ相Ｇ相，表现 出良好的组织稳定性．同时，持久和耐蚀性能和原型台金维持一样。目前的研究结果也表明Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０Ｈ加工、焊接和可制造性能良好。 从台金的组织、持久强度、耐煤获／烟气腐蚀等方面来看，Ｉｎｃｏｎｅｌ ７４０／７４０Ｈ合金是当今７００ｔ２ 超超临界燃煤电站锅炉最高温度部件过热器／再热器管和厚壁蒸汽管道的良好候选材料。 作者１荀舟 赵鼠群，教授，从事高温材料研兜．上海发电设备成垂设计研究院材料与工艺研究所，上海市闶行区 剑川路１１１５号，２００２４０．Ｔｅｌ０２１６４３５８７１０，ｚｈａｏｓｈｕａｎｇｑ啪ｓ坤ｒｉ．ｃ眦Ｇ１１ 700C超超临界燃煤电站用镍基高温合金Inconel 740/740H的 组织与性能 作者 作者单位 赵双群， 谢锡善， 董建新 赵双群上海发电设备成套设计研究院 200240， 谢锡善,董建新北京科技大学高温材料及 应用研究室 本文链接http//