Haynes 282焊丝的焊接冶金分析及性能研究

对Haynes282焊丝进行了热力学模拟计算,得到了其热力学稳态相和热物性参数等。Haynes282熔敷金属热力学稳态相包括γ基体、γ’、MC、M6C、M23C6、σ相,但根据模拟计算的熔敷金属连续冷却转变曲线和等温转变曲线,焊态下熔敷金属只有一次MC碳化物在凝固过程中析出。采用钨极氩弧焊进行堆焊,对焊丝熔敷金属进行表征。结果表明:凝固过程中由于Mo、C、Ti元素强烈向枝晶间偏析,导致凝固末期在枝晶间形成了一次Mo6C相,焊丝熔敷金属中并无σ等有害相析出,焊丝熔敷金属室温的硬度和冲击韧性分别为300 HV和140 J/cm2。采用大的焊接热输入和较小角度坡口,焊道中出现了结晶裂纹,与模拟计算得到的焊丝熔敷金属凝固末期粘度和膨胀系数较大相一致,说明该焊丝对结晶裂纹存在一定敏感性。

Haynes 282新型高温合金晶粒长大行为及数学模型研究

为了研究新型合金在高温状态下的晶粒长大行为,进行了Haynes 282合金在973~1 373 K条件下保温0~10 800 s的晶粒长大实验,通过实验分析了保温时间和保温温度对其晶粒尺寸的影响,研究了晶粒尺寸在其实验条件下的演变规律。由此构建了符合Haynes 282合金晶粒长大的数学模型,该模型的建立能够有效表征Haynes 282合金在高温下的晶粒长大行为。

高参数汽轮机转子用HAYNES 282焊接性分析及应用

HAYNES 282高温合金具有优异的综合性能,文章阐述了其组织特点、强化机制以及焊接裂纹倾向,同时介绍了应变时效裂纹、凝固裂纹和热影响区液化裂纹敏感性的研究进展,其结果表明HAYNES 282具有较好的抗热裂性。结合HAYNES 282的裂纹敏感性,针对异种焊接转子工艺,提出了一种固溶态焊接后再进行时效热处理的过渡层焊接方法,获得接头的高温拉伸性能和短时持久性能表明,这种焊接方法能有效确保焊接接头在无损和性能方面的完整性。

基于神经网络的Haynes 282合金高温流动行为表征及其有限元应用

通过在热/力学模拟试验机上开展等温压缩试验获得了Haynes 282合金的真应力-应变数据。Haynes 282合金在高温变形过程中表现出显著的动态再结晶特性,其流动应力对热力参数敏感度较高,且与热力参数呈复杂的非线性关系。为了准确地描述和预测Haynes 282合金的真应力-应变关系,将热变形参数作为输入,将流动应力作为输出构建了反向传播神经网络。对神经网络的评估结果表明所构建的神经网络能够精确地表征Haynes 282合金的高温流动行为。通过将构建的神经网络以材料子程序的形式植入有限元软件中,建立等温压缩试验有限元模型,实现了Haynes 282合金高温流动行为的精确仿真。

Haynes 282合金高温塑性变形的热加工图

采用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了变形参数对Haynes^(-1)282合金热变形时流动应力的影响规律,建立了Haynes^(-1)282合金高温塑性变形时的热加工图。结果表明:在达到峰值应变后,当变形温度在1000℃及以下时,合金的软化速率一直大于硬化速率,应力持续下降;当变形温度大于1000℃时,加工硬化速率和再结晶软化速率达到动态平衡。合金热加工图包含两个危险区,危险区Ⅰ:温度900~1000℃、应变速率0.1~10 s^(-1)和危险区Ⅱ:温度1000~1200℃、应变速率1~10 s^(-1);热加工图中失稳区是由温度900~1000℃、应变速率0.1~10 s^(-1)^(-1)和温度1000~1150℃、应变速率0.1~1 s^(-1)组成的区域;安全区对应的温度范围为1000~1200℃,应变速率为0.01~0.1 s^(-1),该区的功率耗散系数为0.34~0.44,是合适的热加工区。

GH750和Haynes 282在750℃水蒸气中的氧化行为研究

在750℃水蒸气中开展GH750和Haynes 282的氧化行为研究。利用增重法获得2种合金的氧化动力学规律,利用扫描电子显微镜和能谱仪分析氧化物的形貌和元素分布,利用X射线衍射仪对合金表面氧化物进行物相分析。结果表明:2种合金的氧化动力学行为基本符合抛物线规律,其中GH750的抗水蒸气氧化性能优于Haynes 282;GH750和Haynes 282表面氧化层主要由Cr2O3和少量(Ni, Co)Cr_(2)O_(4)、TiO_(2)组成,氧化层/基体界面存在主要由Al_(2)O_(3)和TiO_(2)组成的内氧化区,靠近界面附近的基体内部出现了明显的贫铬区。

HAYNES282镍基合金的平衡析出相及焊缝微观组织

利用热力学软件JMatPro分析700℃等级汽轮机焊接转子材料HAYNES282的合金元素对平衡相析出行为的影响,在此基础上分析研究焊缝微观组织。结果表明,282合金的热力学平衡析出相为γ、γ′、MC、M_6C、M_(23)C_6、M_3B_2、σ、μ,各析出相的含量与温度具有一定的规律性,元素含量的变化对平衡态的析出相有直接影响。从微观组织可以看出,固溶后的焊缝出现栅状组织,在焊缝一次枝晶内沿枝晶生长方向线性排列,但取向各异。焊缝组织析出相主要为(Cr、Fe、Mo)_(23)C_6、(Mo,Co,Fe)_6C。

Haynes282合金在长期时效和持久过程中的组织稳定性

分别在700℃、760℃、800℃下对Haynes282合金进行长达10 000h的时效试验,在700~850℃、80~520 MPa的范围内对合金进行持久试验,采用扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜观察和分析了合金的显微组织,研究了合金在高温时效和持久过程中的组织稳定性.结果表明:当Haynes282合金在760℃以下温度时效时,其γ′相长大较慢,在800℃下时效时,γ′相长大较快;在700℃、760℃、800℃下,时效时间超过1 000h后,冲击性能均下降较快;在800℃长期时效及850℃持久试验过程中,晶界和晶内会析出针状或长条状富Mo的μ相,且发生MC碳化物退化.

Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金的焊接接头组织和力学性能

采用热丝TIG焊方法对Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金异种材料进行焊接,并对采用Inconel Filler Metal 740H镍基合金焊丝和Haynes 282 Wire镍基合金焊丝两种不同焊接填充金属分别经过两步时效强化热处理(1010℃/2 h/空冷+788℃/8 h/空冷)和一步时效强化热处理(800℃/4 h/空冷)后的接头拉伸性能、弯曲性能、硬度和微观组织进行对比分析。试验结果表明,焊接接头的抗拉强度均大于1035 MPa,弯曲试验均合格,焊接接头的硬度均大于314 HV。焊接接头金相组织检验合格,焊缝组织均为奥氏体,焊缝内的晶界处均存在细小的碳化物析出,未发现有害相的析出。

Haynes282耐热合金铸态组织及锻后析出相研究

Haynes282合金是700℃超超临界发电机组高温段转子和气缸等构件的首选材料。Haynes282合金铸件组织控制和锻件析出相调控,是相关产品生产工艺制定的难点。以Haynes282为研究对象,通过金相、SEM、EDS等方法,对Haynes282合金电渣重熔后的铸态组织以及锻造后的析出相特性进行系统表征。结果表明,Haynes282合金的枝晶尺寸对冷速非常敏感;电渣锭心部的二次枝晶臂间距要大于表层的,分别为72μm和56μm。枝晶臂和枝晶间元素Al、Cr、Co的偏析系数接近1,元素Mo和Ti的偏析系数较大,Ti的偏析系数超过了1. 7;铸锭心部的偏析比表层略大。经过1 150℃均匀化8 h的热处理和锻造,基本消除了合金中的元素偏析;锻后在晶界上断续分布的第二相主要为富Mo和Cr的M_(23)C_6。

先进超超临界燃煤电站用Haynes282合金焊接工艺

本文介绍了700℃先进超超临界燃煤电站研发中的一种候选材料Haynes282合金,通过试验确定了其小口径无缝管对接接头手工钨极氩弧焊、热丝TIG焊的焊接工艺要点及焊接接头常温力学性能。

Haynes282合金中不同元素含量对析出相析出行为的影响

采用JMatPro软件对Haynes282合金进行热力学计算,得到温度由1 400℃降至600℃时合金内不同析出相的含量,分析了铬、钴、钼、钛、铝、碳、硼等元素含量对析出相析出行为的影响。结果表明:碳化物的析出量主要由碳含量决定;铬元素可以增强M23C6的稳定性;铬、钴、钼、钛、铝能促进σ相的析出及稳定;钼含量增加可以促进μ相的析出,而硼、钴、铬、钛、铝等元素会抑制μ相的析出;硼元素对M3B2的稳定性没有影响,但含量增加会增大其析出量;钛元素能促进γ′相的析出并增强其稳定性,铝元素可增加γ′相的析出量。

重型燃气轮机用Ni-Cr-Co基高温合金组织稳定性研究

采用Thermal-Calc(TCW2)软件结合Ni基数据库(2003P)对Haynes 282合金的平衡凝固组织进行计算,并提供了Haynes 282合金等温时效组织转变曲线(TTT曲线),采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射和综合相分析方法研究了Haynes 282合金经过高温长期时效处理和在持久试验断裂后的微观组织。结果表明:Haynes 282合金在800℃下经过长期时效处理后会析出TCP相;Haynes 282合金中析出的针状相均为富含Mo元素的μ相;温度为700~800℃时,Haynes 282合金中μ相析出的尺寸和含量均会随时效时间的延长和温度的升高而增大,表明Haynes 282合金在高温长时应力作用下的组织不稳定性。

固溶处理对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响

研究了不同固溶处理工艺对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响。结果表明,在1060~1150℃范围内保温2 h固溶处理时,Haynes试验合金的晶粒长大缓慢,固溶温度高于1150℃时,晶粒尺寸长大明显,M23C6和MC型碳化物基本溶解。1120℃固溶处理时,随着保温时间的延长,晶粒长大,未溶碳化物不断溶解。计算表明,Haynes试验合金固溶处理晶粒长大激活能Q约为382 k J/mol。提高固溶处理温度和延长保温时间时,合金硬度降低,晶粒粗化和未溶碳化物的溶解是造成硬度降低的主要原因。