基于hp40合金的高铝低镍炉管材料力学性能研究

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1、硕上学位论文摘要针对石化装置高温炉管材料胛40合金易受高温氧化、蠕变失效等问题的影响，通过在该合金中增A1降Ni改性，尝试解决以上问题。研究了加入不同A1含量以及不同冶炼条件下合金的室温和高温力学性能以及新合金的焊接性能等。目标是提高合金在高温下的机械性能、抗蠕变能力，实现延长高温合金炉管材料的使用寿命，并且减少Ni含量以降低材料的成本。以口40合金为基础，分别加入质量分数为5、10、15、20％的A1，相应减少5、10、15、20％质量分数的Ni，利用真空电弧炉熔炼并在水冷坩埚中凝固的方法制备试样，进行组织和力学性能的研究。结果表明

2、随着A1质量分数的增加合金的强度和硬度显著提高，而塑性下降。然后用中频无芯感应炉冶炼制备出口40合金和加Al5、7．5、10、15％降Ni5、7．5、10、15％的合金试样，并进行微观组织、室温及高温下的力学性能研究。结果表明加A1元素的口40合金抗拉强度和屈服强度均随Al质量分数的增加先升高后降低，合金的硬度随A1质量分数的增加显著提高。A1质量分数为5％时合金的延伸率未改变，而后随着A1质量分数的增加而降低。合金塑性的降低是由于随着A1质量分数的增加，金属间化合物(Ni，Fe)A1的析出，并且合金的组织也发生了明显的变化，组织由网

3、状结构变为枝状结构和羽毛状结构．含舢质量分数为5％改性唧40合金在高温900℃下的屈服、抗拉强度也是最好的，尤其是其高温瞬时强度明显高于其它合金，高温延伸率比其它合金小，说明含灿5％的合金高温抗蠕变性能在加舢合金中最好且优于唧40合金。通过对加A1质量分数为5％改性耶40合金焊接性能的研究，表明该合金具有良好的焊接性。关键词：HP40合金；加Al；力学性能；高温力学性能；硬度铝元素对IrP40耐热合金性能和组织的影响研究Abstract蛐P40alloyhasbeene)【tensivelyusedforhightemperature

4、tubessuchasethylenecrackingmmacetubes．DuringmnningthematerialisoRendestroiedbyhightemperatureoxidation，squirminvalidationandsoon．ThereforeweattempttodeVeloptheHP40steelwith舢elementindisplacementofNitoimproVeeleVatedtemperaturemechanicalproperties．oxidationresistanceaswe

5、llasdecreasecostofthesteelinthisthesis．Five、10、15、20％comentofpdindisplacememofNiintheHP40alloy，respectively．MicrostnIcturesandmechanicalpropertiesofthesteelswereinVestigatedviameltinginvacuumarc如macearldsolidmnginwate卜c001ing-molds．Theresultsshowedthatthes仃er喾handhardne

6、ssofthealloysincreasedwithincreasing灿content’buttheplasticpropenydecreasedatthesametime．The玑HP40basedsteelswith5～15％舢contentindisplacementofNiwerepreparedbyfrequencyinductivemmacemehingatairatomosphere．MechanicalpropertiesatroomtemperatureofthealloyswerealsoinVestigated

7、．Theresultsshowedthattheobandoo．2ofthealloysincreasedatfirstandthendecreasedwithincreasingAlcontem．HardnessofalloysobviouslyincreasedwithincreasingAlcontent．Theelongationofthealloyswith5％灿alloydidnotchangedhasnotchange，butthentheelongationofthealloysdecreasedwithincreas

8、ing砧masscontents．Withincreasing灿mass丘amional，themicrostructureofalloysalsohaschanged仔ommeshystructuretoramifor