700℃时效过程中HR100合金的碳化物析出行为

近年来，为进一步将火电机组的净效率提高到50%以上，就必须将汽轮机蒸汽温度提高到700℃以上。发展高参数高效率的超超临界机组，开发高性价比的耐热材料及合金是发展超超临界技术关键。为此，欧洲、日本、美国等世界发达国家和地区制订了一系列的研究发展计划，计划中均以镍基合金作为超超临界机组叶片材料。在USC141基础上设计了一种镍基合金HR100，欲将其用于700℃火电汽轮机高温部件。由于在长期时效过程中镍基合金中的碳化物的析出会逐渐长大粗化，影响合金性能。

钢铁研究总院的学者对经700℃时效不同时间后的镍基HR100合金中的析出相进行了定性与定量分析，研究了HR100合金中的碳化物在长期时效过程中的析出行为。结果表明，HR100合金中的M6C型碳化物为亚稳相。在长期时效过程中，随着合金元素的扩散，HR100合金中的M6C会逐渐转化为M12C。而且在700℃时效1万h过程中，HR100合金中的碳化物的析出行为主要分3个阶段：快速析出与M6C→M12C转化阶段，相对稳定阶段，M12C和M23C6进一步析出、长大阶段。另外，对不同类型碳化物中的合金元素配比在长期时效过程中的变化进行了分析，发现在(M6C+M12C)的粗化过程中，Cr元素和Mo元素起主要作用；而在M23C6的粗化过程中，Cr元素起主要作用。