Si对Inconel 718合金中γ相影响的第一性原理研究

随着航空航天、能源化工等领域的快速发展,人们对高温合金的性能提出了更高的期望.Inconel 718(简称IN 718)是目前用量最大的镍基高温合金,目前国内外关于Si对IN 718合金组织与性能影响的研究,尤其是在微观尺度上的研究,还存在大量空白.本文从第一性原理计算出发研究了Si掺杂对IN 718合金中γ相的影响,计算了Si掺杂前后γ相的晶格常数、总能量、缺陷形成能、形成热、结合能、态密度和差分电荷密度,并进行了布居分析.同时利用等离子熔覆的方法制备了IN 718涂层以及Si质量分数为2%的IN 718涂层,并对其进行显微组织及相结构的分析.计算结果表明,Si的掺杂改变了体系内原子的交互作用,影响了原子之间的价电子数量、电荷密度分布及原子之间键合的强度,从而扩大了γ相的晶胞体积,同时降低了γ相的稳定性.实验结果表明,Si掺杂会使得IN 718合金涂层组织发生由柱状晶向等轴晶的转变,并降低IN 718合金中γ相的体积分数,同时,Si掺杂会加剧合金组织内Nb和Cr元素的偏析.

火电机组阀门用410阀杆失效分析

阀门是火电项目机组中非常重要的核心设备,阀杆失效会使阀门无法正常工作,可能会导致机组非正常停机并引发安全事故。通过采用有限元模拟和理化检测的方法,针对火电机组主蒸汽阀用410不锈钢阀杆的断裂进行了失效分析并提出改进措施,结果表明,该失效是由于闸阀电动执行机构设置不当和阀杆退刀槽处应力集中导致的。通过改进阀杆结构并对阀杆增加渗氮处理工艺,可改善阀杆应力分布,提高阀杆表面硬度和耐磨性能。