C-HRA-3耐热合金850 ℃持久性能及组织特征

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.01.027

金属热处理 ›› 2020, Vol. 45 ›› Issue (1): 135-138.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2020.01.027

C-HRA-3耐热合金850 ℃持久性能及组织特征

陈正宗¹, 刘正东¹, 董陈¹, 包汉生¹, 张鹏², 韩魁², 高佩³

1. 钢铁研究总院特殊钢研究所, 北京 100081;
2. 抚顺特殊钢股份有限公司, 辽宁抚顺 113006;
3. 江苏银环精密钢管有限公司, 江苏无锡 214200

收稿日期:2019-06-25 出版日期:2020-01-25 发布日期:2020-04-03
作者简介:陈正宗(1986—),男,高级工程师,主要从事电站用耐热材料研发及工程应用研究,E-mail:czz1223@126.com。
基金资助:
国家重点研发计划(2017YFB0305203);科技基金课题(17T61120A)

Stress rupture properties and microstructure characteristic of C-HRA-3 heat-resistant alloy at 850 ℃

Chen Zhengzong¹, Liu Zhengdong¹, Dong Chen¹, Bao Hansheng¹, Zhang Peng², Han Kui², Gao Pei³

1. Institute for Special Steels, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China;
2. Fushun Special Steel Shares Co., Ltd., Fushun Liaoning 113006, China;
3. Jiangsu Yinhuan Precision Steel Tube Co., Ltd., Wuxi Jiangsu 214200, China

Received:2019-06-25 Online:2020-01-25 Published:2020-04-03

摘要/Abstract

摘要： 研究了C-HRA-3耐热合金在850 ℃持久试验过程的碳化物特征。结果表明:当持久应力为120 MPa时,持久寿命为37.8 h,主要析出相包括M₂₃C₆相和Ti(C, N)相,高应力状态下,M₂₃C₆相沿变形带析出。当持久应力为80 MPa时,持久寿命延长至491 h,晶界处M₂₃C₆相部分回溶,导致晶界特征不明显,同时细小M₂₃C₆相重新析出,晶内析出的Ti(C, N)相尺寸增加。不同应力下试样的断裂方式均为沿晶断裂,裂纹源优先在尺寸较大的析出相(M₂₃C₆和Ti(C, N))周围萌生,导致伸长率随持久寿命延长而减小。

关键词: C-HRA-3耐热合金, 持久试验, 碳化物

Abstract: The carbide characteristics of C-HRA-3 heat-resistant alloy during the creep rupture test at 850 ℃ were studied. The results show that when the stress is 120 MPa, the rupture time is 37.8 h. The main precipitated phases are M ₂₃ C ₆ and Ti (C, N) phase. Under high stress condition, M ₂₃ C ₆ phase precipitates along the deformation zone. When the stress is 80 MPa, the rupture time is prolonged to 491 h, the Ti (C, N) in inter-granular grows and coarsens, and the M ₂₃ C ₆ phase at the grain boundary partially dissolves, resulting in the indistinct grain boundary characteristics and the re-precipitation of the fine M ₂₃ C ₆ phase. The fracture modes of specimens under different stress condition are inter-granular fracture, and the crack source preferentially sprouts around the larger precipitates (M ₂₃ C ₆ and Ti (C, N) ), resulting in the decrease of the elongation of the rupture section with the extension of the rupture time.

Key words: C-HRA-3 heat-resistant alloy, creep rupture test, carbide

中图分类号:

TG156.94

陈正宗, 刘正东, 董陈, 包汉生, 张鹏, 韩魁, 高佩. C-HRA-3耐热合金850 ℃持久性能及组织特征[J]. 金属热处理, 2020, 45(1): 135-138.

Chen Zhengzong, Liu Zhengdong, Dong Chen, Bao Hansheng, Zhang Peng, Han Kui, Gao Pei. Stress rupture properties and microstructure characteristic of C-HRA-3 heat-resistant alloy at 850 ℃[J]. HTM, 2020, 45(1): 135-138.

参考文献

[1]Tim Abram, Sue Ion. Generation-Ⅳ nuclear power: A review of the state of the science[J]. Energy Policy, 2008, 36: 4323-4330.
[2]Zhang Zuoyi, Dong Yujie, Li Fu, et al. The Shangdong Shidao Bay 200 MWe high-temperature gas-cooled reactor pebble-bed module.
.
(HTR-PM) demonstration power plant: An engineering and technological innovation[J]. Engineering, 2016, 2(1): 112-118.
[3]Andrew C Kadak. The status of the US high-temperature gas reactors[J]. Engineering, 2016, 2(1): 119-123.
[4]刘正东, 陈正宗, 包汉生, 等. 一种镍铬钴钼耐热合金及其管材制造工艺: ZL 2014 1 0095587.9[P]. 2014-03-14.
[5]刘正东. 中国700 ℃燃煤发电机组耐热材料研发[C]//2011年全国高品质特殊钢生产技术研讨会文集. 西宁, 2011: 66-71.
[6]陈正宗, 刘正东, 包汉生. 铸态耐热合金CN617热变形行为研究[J]. 金属热处理, 2014, 39(11): 84-88.
Chen Zhengzong, Liu Zhengdong, Bao Hansheng. Hot deformation behavior and processing maps of CN617 nickel-based heat-resistant alloy ingot[J]. Heat Treatment of Metals, 2014, 39(11): 84-88.
[7]陈正宗, 刘正东, 包汉生, 等. 固溶温度对新型耐热合金晶界特性的影响[J]. 金属热处理, 2017, 42(1): 31-34.
Chen Zhengzong, Liu Zhengdong, Bao Hansheng, et al. Effect of solution temperature on grain boundary character in heat-resistant alloy C-HRA-3[J]. Heat Treatment of Metals, 2017, 42(1): 31-34.
[8]陈正宗, 刘正东, 包汉生, 等. C-HRA-3耐热合金奥氏体晶粒长大动力学[J]. 钢铁, 2017, 52(7): 66-70.
Chen Zhengzong, Liu Zhengdong, Bao Hansheng, et al. Kinetics analysis of the austenite grain growth in heat-resistant alloy C-HRA-3[J]. Iron and Steel, 2017, 52(7): 66-70.
[9]Grierson D S, Cao G, Brooks P, et al. Creep crack growth behavior of alloys 617 and 800H in air and impure helium enviromments at high temperautres[J]. Metallurgical and Materials Transactions E, 2017, 4: 13-21.
[10]Mankins W L, Hosier J C, Bassford T H. Microstructure and phase stability of Inconel alloy 617[J]. Metallurgical Transactions, 1974, 5(12): 2579-2590.
[11]Chomette S, Gentzbittel J M, Viguier B. Creep behavior of as received, aged and cold worked INCONEL 617 at 850 ℃ and 950 ℃[J]. Journal of Nuclear Materials, 2010, 399: 266-274.

[1]	王英虎, 郑淮北, 刘庭耀, 宋令玺, 白青青. 固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 39-45.
[2]	戴建科, 韩顺, 厉勇, 刘宪民, 王春旭, 庞学东, 李建新. 航空齿轮钢C69高温渗碳后的组织性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 219-225.
[3]	苏勇, 王帅, 王吉星, 于兴福, 刘洪秀, 刘金玲. 复合化学热处理对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织和硬度的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 226-230.
[4]	吴方俊, 邓小云, 揭晓华, 郑开宏, 骆智超. 热作模具用H13和Dievar钢的热疲劳性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 165-172.
[5]	李阔, 孙明月, 徐斌, 李殿中. 稀土H13模具钢横向冲击性能影响因素分析[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 181-185.
[6]	戴彦璋, 韩顺, 厉勇, 周敏, 王春旭. 回火温度对新一代传动齿轮钢C61组织及性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(1): 49-55.
[7]	李亮军, 张家敏, 迟宏宵, 周健. Co微合金化对M2高速钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(1): 73-78.
[8]	邓彪, 陈蓬, 王国栋. 回火温度对二次硬化马氏体不锈钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(9): 65-71.
[9]	李其, 陈正宗, 蒋新亮, 刘正东, 左良. 固溶温度对改型In617合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(8): 109-114.
[10]	庄权, 王雨田, 董智鹏. 高碳铬轴承钢网状碳化物评价标准的对比分析[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 27-30.
[11]	徐琛, 陈广兴, 张勇伟, 谭騛, 许晓嫦. 1.25Cr-0.5Mo钢热处理后的组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 200-204.
[12]	保顺, 刘荣佩, 丰涵, 佴启亮, 贾建, 朱玉亮, 宋志刚. 热等静压成形FeCrAl不锈钢的组织及脆性分析[J]. 金属热处理, 2021, 46(5): 9-13.
[13]	马长文, 马龙腾, 王彦锋, 杨永达, 韩承良. 终冷温度对低屈强比复合析出强化钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(4): 131-137.
[14]	李灿明. 回火温度对1100 MPa钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(4): 143-146.
[15]	石如星, 禹兴胜, 元亚莎, 何春静, 陈明, 代博杰. 加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻件的持久性能[J]. 金属热处理, 2021, 46(4): 182-186.

C-HRA-3耐热合金850 ℃持久性能及组织特征

Stress rupture properties and microstructure characteristic of C-HRA-3 heat-resistant alloy at 850 ℃

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价