C-HRA-1锅炉管在700℃实炉条件下的力学性能及组织演变研究

为进一步评估C-HRA-1锅炉管在700℃先进超超临界(advanced ultra-supercritical,A-USC)火电机组高温受热面中的适用性,对华能南京电厂700℃关键部件试验验证平台上服役的C-HRA-1合金管样进行定期取样和检测分析。结合材料的力学性能测试、显微组织分析和内外壁形貌表征,对最长运行时间达35573h的4组C-HRA-1合金受热面管进行对比研究。结果表明,C-HRA-1锅炉管在室温、700℃高温拉伸的规定塑性延伸强度、抗拉强度和布氏硬度均在服役10523h时达到最大值,然后随服役时间增长逐渐下降,同时冲击性能等也在服役10523h后较备品有明显降低;随后均随服役时间延长缓慢变化。显微组织中的γ′强化相的粗化动力学过程符合LSW理论,内外壁氧化腐蚀层的增厚以高温氧化为主。结果可知,C-HRA-1合金作为700℃A-USC机组高温候选材料,在服役35573h间表现出较好的力学性能和显微组织稳定性。

C-HRA-1镍基合金的焊接工艺性能研究

试验选用2种国产镍基焊材为C-HRA-1镍基高温合金管的焊接接头填充金属,采用手工氩弧焊和热丝TIG焊2种焊接方法,对C-HRA-1进行了焊接试验,了解了C-HRA-1镍基合金的焊接性能及焊接接头的力学性能。初步掌握了C-HRA-1镍基合金的焊接工艺,为700℃先进超超临界锅炉打下了基础。

热交换器用C-HRA-1合金的热加工特性研究

在Thermecmastor-Z热模拟试验机上,进行900～1 050℃、0.01～3.0 s-1的压缩试验,运用流变应力曲线及热加工图的分析方法,对热交换器用C-HRA-1合金的热塑性进行研究,确定了流变应力、变形温度和变形速率之间的关系,并建立了变形抗力数学模型.研究发现,C-HRA-1合金的热变形激活能为565 kJ/mol,在控制合适的变形量条件下,该合金在935～1 050℃不同变形速率下,均具有良好的热塑性.

C-HRA-1材料不同程度变形后的热处理工艺研究

C-HRA-1是700℃超超临界锅炉受热面的重要备选材料,国内制造企业对其加工性能的研究尚处于起步阶段。通过对C-HRA-1材料进行拉伸制造了不同变形量的试样以模拟实际生产过程中的冷加工变形,利用箱式电阻炉对不同变形量的试样进行了不同参数的固溶处理试验,考察了其热处理前后的硬度,金相及晶间腐蚀性能,探讨了该材料在实际生产过程中冷加工变形后的固溶处理工艺,为C-HRA-1材料在700℃超超临界锅炉中的应用提供参考。

C-HRA-1镍基合金焊接接头的高温长期性能研究

叙述了C-HRA-1材料焊接接头的时效态常温力学性能、高温持久试验。试验结果表明,国产焊接材料用于C-HRA-1焊接接头满足使用条件;该材料的焊接工艺技术工作具备了该材料的使用技术准备。

C-HRA-1镍基支吊架焊接工艺研究

C-HRA-1是我国自主开发的25Cr-20Co-Al-Ti-Nb镍基高温合金并首次被应用到我国700℃超超临界试验平台中,由其焊接制造的镍基支吊架在焊后及时效后出现大量裂纹。返修后裂纹依然无法去除。通过改变焊接顺序、焊道排列、焊接参数及起收弧位置解决了C-HRA-1镍基支吊架角焊缝裂纹问题,焊后及800℃×4h时效热处理后100%PT检查无任何缺陷。

700℃超超临界机组用C-HRA-1镍基合金的焊接工艺试验与实践

分析了C-HRA-1镍基合金焊接可能产生的缺陷类型,制定了针对性预防措施,通过焊接工艺试验验证了小径管焊接工艺的可行性,并在现场实践中得到了应用.

耐高温镍基合金管件制备工艺及组织性能

为了探索新型耐高温镍基合金材料的管件生产工艺及其材料特性,以C-HRA-1耐高温镍基合金为原材料试制了Φ89 mm×20 mm的热压弯头和弯管,检测材料的化学成分,通过数值模拟初步确定了作用力大小和成形工艺,测量了材料的声速,用以壁厚的后续测量,制定了热处理工艺,对比了固溶态及固溶+时效态的原材料和弯头的各项数据。结果表明,材料外观、力学性能、硬度、金相、无损检测等各项检测指标均符合设计技术要求。批量生产结果表明:热压前加热温度应为1100℃左右,出炉尽量迅速,控制温度下降尽量小;固溶处理温度应为1140℃左右,时效处理温度建议为800℃左右;保温时间根据管件的外形大小、壁厚等尺寸确定,入水冷却尽量迅速。