基于HP40合金的高鋁低鎳爐管材料力學(xué)性能研究.pdf

1、針對石化裝置高溫爐管材料HP40合金易受高溫氧化、蠕變失效等問題的影響，通過在該合金中增Al降Ni改性，嘗試解決以上問題。研究了加入不同Al含量以及不同冶煉條件下合金的室溫和高溫力學(xué)性能以及新合金的焊接性能等。目標(biāo)是提高合金在高溫下的機械性能、抗蠕變能力，實現(xiàn)延長高溫合金爐管材料的使用壽命，并且減少Ni含量以降低材料的成本。 以HP40合金為基礎(chǔ)，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5、10、15、20％的Al，相應(yīng)減少5、10、15、20％質(zhì)量

2、分?jǐn)?shù)的Ni，利用真空電弧爐熔煉并在水冷坩堝中凝固的方法制備試樣，進(jìn)行組織和力學(xué)性能的研究。結(jié)果表明隨著Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加合金的強度和硬度顯著提高，而塑性下降。 然后用中頻無芯感應(yīng)爐冶煉制備出HP40合金和加Al 5、7.5、10、15％降Ni 5、7.5、10、15％的合金試樣，并進(jìn)行微觀組織、室溫及高溫下的力學(xué)性能研究。結(jié)果表明加Al元素的HP40合金抗拉強度和屈服強度均隨Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先升高后降低，合金的硬度隨Al質(zhì)量分

3、數(shù)的增加顯著提高。Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％時合金的延伸率未改變，而后隨著Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低。合金塑性的降低是由于隨著Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，金屬間化合物(Ni，F(xiàn)e)Al的析出，并且合金的組織也發(fā)生了明顯的變化，組織由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹罱Y(jié)構(gòu)和羽毛狀結(jié)構(gòu)． 含Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％改性HP40合金在高溫900℃下的屈服、抗拉強度也是最好的，尤其是其高溫瞬時強度明顯高于其它合金，高溫延伸率比其它合金小，說明含Al 5％的合金高溫抗蠕變性能在加