《hp系高温合金》ppt课件

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1、高温合金（HP系）的简要介绍晁代义高温合金（HP系）的背景介绍HP系合金的国内研究现状主要合金元素对HP合金氧化行为的影响HP40合金时效处理前后的相变化HP系合金的焊接HP系合金的性能HP系合金的应用高温合金（HP系）的背景介绍高温合金的定义高温合金是指以铁、镍、钴为基体，能在600-1200的高温及一定的压力作用下长期工作的一类金属材料高温合金的应用价值高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化性能、抗热腐蚀性能、良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能从而广泛的应用于航空航天、发电设备、及石油、化工等高新技术领域。高温合金的分类按基体分类1

2、镍基高温合金2钴基高温合金3铁基高温合金按合金强化类型分类1固溶强化型合金2时效沉淀强化型合金按材料成型方式分类1变形合金2铸造合金（普通铸造合金、定向凝固合金、单晶合金等）3粉末冶金高温合金的发展历程图1研究高温合金的研究方法金相显微镜对产生的断口进行观察、扫描电、镜透射电镜扫描断口形貌、X射线衍射仪对合金相结构进行分析等一些分析方法。HP合金的简介HP系列高温合金属于美国铸造（ACI）耐热合金，1960年开始以HP作为成分基础对该类合金开展研究工作。该材料多用于石化装置的高温部件上，如转化炉管、辐射管、合金炉管等，其具有良好的耐腐蚀性能、抗

3、高温蠕变断裂性能、抗热疲劳性能、抗氧化性能以及抗渗碳性能等。HP系基体的化学成分成分%合金CSiMnSCrNiMo+NbP+CoFeHP0.35-0.752.50-≤0.0324-2833-37--余表11960年开始以HP(Cr25Ni35基)作为成分基础对该类合金进行研发，该类合金应用了碳化物形成元素（Nb、Mo、Ti、W、Zr）和非碳化物形成元素（Al、Cu、Co）一起加入以便提高合金强度和抗渗碳性。一种最成功的且应用广泛的改良型HP合金含0.5%-1.5%的Nb。国内目前对HP40-Nb（乙烯裂解炉的炉管等）的研究主要是应用性质的及其铸

4、件运行N小时后的性能分析，估算工件的剩余时间。HP合金可以根据用户的不同要求衍生出很多新型合金，衍生的HP合金在本质上可分为两类。第一类主要通过添加Nb和W来改进蠕变断裂性能，而第二类则是在第一类的基础上进一步加入Ti等微合金元素。微合金化的HP第二类合金比第一类HP合金具有更高的断裂性能。图21HP系列耐热合金的化学成分合金化学成分%备注CMnSiCrNiMoWNbCoTiFeHP0.35-0.752.5024-2833-37平衡HP-50WZ0.45-0.552.5024-2833-37HP-50WZ中W4-6%,Zr0.1-1.0%。S、

5、P均小于0.035%HP-Nb0.451.01.025351.25HP-Nb-Si0.451.01.725351.25HP-Nb-LC0.151.01.025351.3HP-Nb-Ti0.501.01.026350.50.1-0.3HP-Nb-W0.401.01.525351.51.5HP-Nb-W-Mo0.451.01.625350.51.31.3HP-Mo0.451.51.525360.3HP-W0.451.01.526364.0HP-W-Co0.500.51.326355.015我国铸造耐热合金化学成分——HP系列牌号化学成分%CSiMn

6、CrNiMoWNbSiPTiZG45Ni35Cr250.40-0.50≤2.00≤2.0024-2833-37≤0.50≤0.04≤0.04ZG40Ni35Cr25Nb0.35-0.45≤2.00≤2.0024--2732-370.6-1.5≤0.03≤0.03ZG40Ni35Cr25NbW0.35-0.45≤2.00≤2.0024--2732-371.0-2.01.0-2.0≤0.03≤0.030.1-0.5很据我这半年所看的文献：兰州理工大学的有色金属新材料重点实验室对该合金掺杂Al元素进行过深入的研究。研究表明合金中掺杂5%Al能够明显提

7、高其综合性能。一些石油公司的研究人员也对以该合金为材料的石油化工高温炉管进行研究。国内徐自立教授等人对HP-Nb、HK离心铸管的高温持久性能进行了研究等。主要合金元素对HP系合金氧化行为的影响HP合金的合金元素含量高，特别是Cr和Ni含量，这种元素组合使HP不仅抗高温氧化而且也抗渗碳气体的腐蚀、持久性好。Cr：改善抗氧化性能，长时使用时抗氧化温度不超过950℃；降低碳侵入而提高合金抗渗碳能力；改善抗硫化能力，在金属表面形成的氧化膜是致密的尖晶石型NiCr2O4（主要是Cr2O3），这种氧化膜在金属表面覆盖紧密、晶体结构较完整、空位数量少与金属结

8、合牢固。Ni：合金中的Ni能有效的扩大γ相区，稳定奥氏体，抑制σ相析出，改善合金的力学性能和加工性能。在抗氧化性能方面Ni也是有利的C：C与Cr，Mo