基于HP40合金的高鋁低鎳爐管材料力學性能研究.pdf

1、針對石化裝置高溫爐管材料HP40合金易受高溫氧化、蠕變失效等問題的影響，通過在該合金中增Al降Ni改性，嘗試解決以上問題。研究了加入不同Al含量以及不同冶煉條件下合金的室溫和高溫力學性能以及新合金的焊接性能等。目標是提高合金在高溫下的機械性能、抗蠕變能力，實現(xiàn)延長高溫合金爐管材料的使用壽命，并且減少Ni含量以降低材料的成本。 以HP40合金為基礎，分別加入質量分數(shù)為5、10、15、20％的Al，相應減少5、10、15、20％質量

2、分數(shù)的Ni，利用真空電弧爐熔煉并在水冷坩堝中凝固的方法制備試樣，進行組織和力學性能的研究。結果表明隨著Al質量分數(shù)的增加合金的強度和硬度顯著提高，而塑性下降。 然后用中頻無芯感應爐冶煉制備出HP40合金和加Al 5、7.5、10、15％降Ni 5、7.5、10、15％的合金試樣，并進行微觀組織、室溫及高溫下的力學性能研究。結果表明加Al元素的HP40合金抗拉強度和屈服強度均隨Al質量分數(shù)的增加先升高后降低，合金的硬度隨Al質量分

3、數(shù)的增加顯著提高。Al質量分數(shù)為5％時合金的延伸率未改變，而后隨著Al質量分數(shù)的增加而降低。合金塑性的降低是由于隨著Al質量分數(shù)的增加，金屬間化合物(Ni，F(xiàn)e)Al的析出，并且合金的組織也發(fā)生了明顯的變化，組織由網(wǎng)狀結構變?yōu)橹罱Y構和羽毛狀結構． 含Al質量分數(shù)為5％改性HP40合金在高溫900℃下的屈服、抗拉強度也是最好的，尤其是其高溫瞬時強度明顯高于其它合金，高溫延伸率比其它合金小，說明含Al 5％的合金高溫抗蠕變性能在加