王鲁
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杨钢
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刘正东
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刘宁
材料热处理学报
运用Thermo-Calc和JMatPro热力学模拟软件对镍基Nimonic 105合金进行了成分优化以及新合金设计研究.研究表明,通过降低Co、Cr和Mo元素含量可有效降低Nimonic 105合金中μ相的析出温度,同时也可降低700℃时合金中σ相的析出倾向.通过调整Nimonic 105的部分合金元素配比设计了一种新型镍基合金HR105C.HR105C合金在700～1200℃区间无σ相和μ相等有害相.在700℃时HR105C合金中γ′相和M23C6相的平衡析出量的摩尔分数分别约为32％和1％,γ′相的析出略高于Waspaloy合金.HR105C合金的持久性能较Nimonic 105合金显著降低,但与Waspaloy合金相当,甚至可能略优于Waspaloy合金,可满足700℃参数火电汽轮机高温部件用材设计要求,达到了预期优化设计目的.另外,拥有小尺寸的γ′相的HR105C合金具有更好的持久性能.可采取措施通过提高γ′相的稳定性来减缓γ′相的粗化速率,进而使HR105C合金的持久性能得到提升.
关键词:
Thermo-Calc
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JMatPro
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Nimonic 105合金
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HR105C合金
王鲁
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杨钢
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刘正东
上海金属
对不同碳含量的Nimonic 105合金进行了室温和750℃高温力学性能测试,结合热力学模拟计算和相分析研究了碳含量对Nimonic 105合金的力学性能、组织与析出相的影响.结果表明,随着合金中碳化物析出量的增加,Nimonic 105合金发生脆性断裂的倾向增大;适当降低碳含量可有效减少MC相及碳化物的析出量,确保在后续热处理时析出较多的y'相和更多的Mo元素固溶于基体中,改善合金的沉淀强化效果和固溶强化效果,同时使晶粒尺寸增加,从而使合金的冲击韧性和高温塑性均显著提高的同时,高温强度也略有提高.由热力学模拟计算结果可知,Nimonic 105合金的碳质量分数不宜低于0.04％,以防止σ相的析出,同时也可防止μ相过多析出.Nimonic 105合金中碳质量分数最好控制在0.05％～0.10％.
关键词:
JMatPro软件
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Nimonic 105合金
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碳含量
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析出相
