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Inconel725無(wú)縫管生產(chǎn)隨著大容量發(fā)電機(jī)組的發(fā)展,對(duì)高參數(shù)鍋爐用鋼的性能要求更高,其中Super304、R3C兩種鋼在常溫力學(xué)性、高溫理化性、經(jīng)濟(jì)性等綜合方面優(yōu)良,符合超（超）臨界鍋爐管道的使用要求,成為高參數(shù)鍋爐管道主要關(guān)鍵高溫部件（水冷壁、過(guò)熱器、再熱器）的候選材料?，F(xiàn)有的關(guān)于高參數(shù)發(fā)電機(jī)組鍋爐管的研究主要是研究合金材料力學(xué)性能及組織結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)與分析,對(duì)合金在電廠實(shí)際運(yùn)行的高硫和煤灰的耐蝕性研究有限。本文在貼近爐管煙氣側(cè)況的模擬中對(duì)Super304和R3C兩種耐熱合金在650、700℃下SO2和煤灰中協(xié)同作用的腐蝕行為問(wèn)題進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)采用的涂覆煤灰取自X、Y兩個(gè)電廠的現(xiàn)場(chǎng)煤灰及實(shí)驗(yàn)室合成煤灰,模擬煙氣中SO2含量分別為0.15%、0.3%。

無(wú)錫國(guó)勁合金*生產(chǎn)Ni2200、S25073、C-276、G4169、Inconel617、724L、N6、Inconel718、Ni2201、253MA、astelloyC-276、astelloyB-3、Inconel725等材質(zhì)。

首先對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元模擬計(jì)算,將溫度場(chǎng)模擬結(jié)果作為已知條件,通過(guò)間接耦合對(duì)應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算,激光增材制造中零件的應(yīng)力/應(yīng)變演化規(guī)律。本文以長(zhǎng)方體模型和薄壁圓筒模型的制造為模擬對(duì)象。保持激光功率、掃描速度、光直徑等參數(shù)不變,通過(guò)改變?nèi)鄹矊拥暮穸取⒛Ｐ颓实葏?shù),不同條件下的溫度場(chǎng)分布情況。從而模擬計(jì)算應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變場(chǎng)的分布規(guī)律,了解激光增材制造中溫度場(chǎng)的整體分布規(guī)律以及熔覆層厚度、零件曲率等參數(shù)對(duì)熔覆中溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布情況的影響規(guī)律。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析,發(fā)現(xiàn)溫度場(chǎng)的分布隨著熔覆層數(shù)的,是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的。與單一尺度SiCp相,雙尺度SiCp對(duì)細(xì)晶Mg基體的高溫組織作用更強(qiáng)。顆粒尺度對(duì)細(xì)晶Mg基體的靜態(tài)再結(jié)晶行為有重要影響:微米SiCp(M-SiCp)附近高位錯(cuò)密度變形區(qū)(PDZ)的形成對(duì)靜態(tài)再結(jié)晶形核有促進(jìn)作用,M-SiCp周?chē)Я?亞微米SiCp(S-SiCp)因顆粒密集區(qū)(SPDZs)的形成對(duì)細(xì)晶Mg基體的高溫組織具有很好的作用。盡管雙尺度SiCp/Mg基材料(S-1+M-9)中M-SiCp的體積分?jǐn)?shù)是S-SiCp的9倍,但是S-SiCp對(duì)晶界遷移和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的釘扎作用強(qiáng)于M-SiCp對(duì)再結(jié)晶形核的促進(jìn)作用,因此S-1+M-9復(fù)合材料的靜態(tài)再結(jié)晶主要受1vol.%的S-SiCp控制。細(xì)晶SiCp/Mg基材料在高溫變形中,壓縮流變應(yīng)力隨溫度升高和應(yīng)變速率的而;高溫壓縮后的晶粒尺寸隨壓縮溫度升高和應(yīng)變速率的而增大,但小于基體合金。

Inconel725無(wú)縫管生產(chǎn)鎳基高溫合金因在650~1000℃范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和良好的抗氧化、抗燃?xì)飧g能力,目前廣泛運(yùn)用于空天領(lǐng)域,是現(xiàn)代空發(fā)動(dòng)機(jī)、天器和發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵熱端部件材料。但是采用的加去除鎳基高溫合金不僅效率低而且成本高,而電解加由于不是依靠機(jī)械能,采用電化學(xué)的能量來(lái)去除金屬材料,具有無(wú)應(yīng)力與材料的硬度無(wú)關(guān)的點(diǎn)。因此,采用電解加是一種適合空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵熱端部件的加。但是目前對(duì)于鎳基高溫合金的電解加的加參數(shù)對(duì)表面粗糙度、加速率、加間隙的影響規(guī)律研究較少,因此對(duì)鎳基高溫合金電解加藝的進(jìn)一步研究具有重要意義。本文通過(guò)電解加試驗(yàn)平臺(tái)的搭建、電解加的基本原理加條件分析、單因素實(shí)驗(yàn)、正交試驗(yàn)與信噪分析這幾個(gè)方面對(duì)鎳基高溫合金G4169的電解加進(jìn)行研究。采用Materials StudioCASTEP模塊對(duì)Sn摻雜γ-TiAl合金體系的晶格參量、原子平均形成能、性模量、態(tài)密度和重疊布居數(shù)等性能進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),Sn摻雜體系的性均略低于純?chǔ)?TiAl體系,形成能計(jì)算結(jié)果表明Sn原子更傾向于替代A1原子位置。軸和性模量的計(jì)算結(jié)果均表明Sn在1/54原子濃度摻雜時(shí),會(huì)對(duì)γ-TiAl合金的延性有所,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相*。分析其重疊布居數(shù)可以發(fā)現(xiàn),摻雜Sn元素可以γ-TiAl合金內(nèi)共價(jià)鍵的各向程度,從而使延性。設(shè)計(jì)了一種適合TiAl合金注射成形的催化脫脂型粘結(jié)劑,配方為85wt.%POM,5wt.%DPE,2wt.%EVA,3wt.%CW,5wt.%SA,粉末裝載量達(dá)到65vol%。在180℃，剪切速率1412s-1時(shí)喂料流動(dòng)行為指數(shù)n值為0.521,粘流活化能E為28.18kJ/mol。研究了催化脫脂藝,的脫脂參數(shù)為115℃脫脂6h,進(jìn)酸量1.3g/min。脫脂后雜質(zhì)含量較少,主要原因是脫脂溫度較低,脫脂時(shí)間短。探討了燒結(jié)藝對(duì)合金致密度、顯微組織及性能的影響。升高燒結(jié)溫度與保溫時(shí)間均會(huì)合金致密度,過(guò)高的燒結(jié)溫度與過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間造成晶粒,對(duì)力學(xué)性能不利。TiAl-lSn合金在1510℃燒結(jié)2h,抗拉強(qiáng)度為402MPa,低于鑄態(tài)合金,延伸率0.44%,與鑄態(tài)合金相當(dāng)。合金抗壓強(qiáng)度及壓縮率分別為2930MPa,34.3%,均優(yōu)于鑄態(tài)合金。結(jié)果表明,對(duì)同一厚度鑄件,壓力作用下澆注的鑄件組織更為致密、維氏硬度更高;壓力作用對(duì)5mm壁板組織形貌影響為顯著,其次是7mm壁板組織形貌,對(duì)3mm與9mm組織形貌影響不大;壓力作用對(duì)厚度越小的壁板中間部位密度的效果更為顯著,對(duì)靠近縫隙部位也有影響。熱處理后室溫拉伸性能并不呈現(xiàn)規(guī)律性變化,延伸率在0%到1.81%之間變化,鑄件總體延伸率都較小,真空下澆注的鑄件延伸率稍大。抗拉強(qiáng)度從543MPa到919MPa之間變化,起伏較大。

研究了微小缺陷對(duì)聲傳播規(guī)律的影響,確定了利用微小缺陷對(duì)聲波的衍射征和非線性響應(yīng)征兩種來(lái)識(shí)別缺陷。其次,利用ABAQUS有限元對(duì)無(wú)缺陷模型、平底孔模型和小缺陷模型模擬聲的衍射傳播規(guī)律進(jìn)行研究。以及在微小缺陷模型中模擬超聲非線性響應(yīng)。后,在檢測(cè)件中設(shè)計(jì)并制作了一系列平底孔缺陷及一個(gè)橫通孔缺陷。先在超聲實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)結(jié)果。選擇得佳以及參數(shù)設(shè)置,分別在征掃面成像檢測(cè)和非線性檢測(cè)中對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別。在平面識(shí)別的結(jié)果上結(jié)合相控陣實(shí)現(xiàn)在深度上的。研究結(jié)果表明,微小缺陷對(duì)聲波的傳播有散射現(xiàn)象和非線性響應(yīng)征。對(duì)透過(guò)缺陷的聲波進(jìn)行征分析和成像,在1~2級(jí)晶粒度下檢測(cè)精度能夠識(shí)別Φ0.1mm平底孔缺陷,底波主在一定范圍內(nèi)隨著缺陷的增大而,隨著埋深的而。相較于底波幅值成像,衍射征成像更容易識(shí)別缺陷、圖像清晰、檢測(cè)精度更高;利用有限幅度非線性超聲檢測(cè)識(shí)別出Φ0.1mm平底孔缺陷。在平面識(shí)別缺陷的基礎(chǔ)上結(jié)合相控陣優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)Φ0.3mm平底孔及以上缺陷快速深度。SLM成形組織硬度值大為350V5,明顯大于鑄鍛水平。SLM亞晶粒與激光功率具有正相關(guān)的關(guān)系?？梢杂萌缦鹿奖硎?λ = 1.54P-1.77。SLM直接成形的Inconel 625樣品基體為γ相,經(jīng)過(guò)熱處理之后有MC碳化物析出,晶格畸變程度減小。碳化物的析出引起了晶界的彎曲,形成“彎曲晶界"效應(yīng)。2)研究發(fā)現(xiàn),SLM成形Inconel 625鎳基高溫合金內(nèi)部存在微小裂紋,裂紋長(zhǎng)度不超過(guò)100微米。SLM成形鎳基合金微觀裂紋的內(nèi)因是由(γ+Les)共晶凝固。外因是成形中激光局部加熱產(chǎn)生了高溫度梯度,引起制件的內(nèi)部較高的殘余應(yīng)力,為開(kāi)裂提供了擴(kuò)展動(dòng)力。經(jīng)過(guò)預(yù)熱的試樣裂紋在數(shù)量和長(zhǎng)度上都了明顯的3)Inconel625合金的力學(xué)性能出了度,低塑性的點(diǎn)。試樣的極限拉伸強(qiáng)度1135MPa和大屈服強(qiáng)度702MPa,均超過(guò)鍛件低50%以上,但是延伸率只有9.65%,低于鍛件低(30%)。同時(shí)材料具有非常明顯的各向,大部分晶粒延著<100>方向生長(zhǎng)?？棙?gòu)呈現(xiàn)典型的{100}<001>型立方織構(gòu)。其中,DD640M 和 DD6509 合金分別在 1260℃/24h 和 1330℃/24h+1100℃/100h熱處理后熱疲勞性能為明顯。熱處理使得合金中碳化物更加彌散和細(xì)化,減緩熱疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展,從而合金熱疲勞性能。DD640M和DD6509合金高溫固溶處理后持久壽命均有,其緣于熱處理后良好的組織性、MC碳化物以及過(guò)飽和固溶體。DD640M合金鑄態(tài)樣品在高溫持久中發(fā)生了 M7C3→M23C6, M23C6→M6C和MC→M23C6轉(zhuǎn)變。熱處理使得鈷基高溫合金熱疲勞性能和持久性能均顯著,這改變了熱處理對(duì)鈷基高溫合金性能影響有限的認(rèn)識(shí),鈷基高溫合金熱處理應(yīng)該應(yīng)有的。兩種合金的成分差異影響合金碳化物組織的組成和性。DD6509合金的熱疲勞性能和高溫持久性能均優(yōu)于DD640M合金,歸因于DD6509合金更加的碳化物組織、較高的碳化物含量和二次MC碳化物的析出。