為提高火力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效率，因此積極推進(jìn)了700℃超級(jí)超超臨界壓（A-USC）發(fā)電設(shè)備的開(kāi)發(fā)。在這些開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中（有歐洲的Thermie700和美國(guó)的DOE-Vision21等），作為可在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的鍋爐設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)替代材料之一是合金617（JIS-NW6617）。因此，有研究報(bào)告對(duì)NW6617的高溫抗拉特性和各種波形的低循環(huán)疲勞特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并結(jié)合斷面觀察，弄清了詳細(xì)的高溫強(qiáng)度特性，同時(shí)對(duì)蠕變疲勞壽命的損傷進(jìn)行了評(píng)價(jià)。尤其是，通過(guò)奧氏體系耐熱鋼和高鉻鐵素體系耐熱鋼等的比較，弄清了NW6617高溫特性的特征。
Fe-Ni合金HR6W（Fe-23Cr-45Ni-5/7W-Ti,Nb）是A-USC鍋爐用配管的替代材料。眾所周知，鍋爐配管一般是大口徑管，焊接時(shí)在焊接熱影響區(qū)會(huì)發(fā)生殘余應(yīng)力。作為降低這種殘余應(yīng)力的方法有SR（應(yīng)力消除）處理法，但它對(duì)HR6W的處理?xiàng)l件尚不明確。因此，為確認(rèn)SR處理?xiàng)l件，對(duì)SR處理后的顯微組織變化、焊接后的材質(zhì)和母材進(jìn)行了應(yīng)力松馳試驗(yàn)。其后，有研究報(bào)告對(duì)HR6W經(jīng)SR處理后的蠕變斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)查。
為開(kāi)發(fā)新一代高效700℃級(jí)A-USC設(shè)備，至今已開(kāi)發(fā)了各種各樣的合金。尤其是，最近以含有Nb的金屬間互化物作為強(qiáng)化相的新型Fe-18.4Cr-31.0Ni-3.3Nb合金（mass%）的研究也正在積極進(jìn)行之中。有研究者對(duì)這種合金在Cr添加量變化時(shí)的組織變化和蠕變特性進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Cr添加量達(dá)到23mass%時(shí)，蠕變強(qiáng)度會(huì)大大下降。因此，為使晶內(nèi)強(qiáng)化相更加細(xì)化穩(wěn)定，選擇了Zr作為添加元素，并研究了Zr的添加對(duì)Cr合金的組織變化和蠕變特性變化的影響。
為開(kāi)發(fā)700℃級(jí)A-USC發(fā)電設(shè)備，對(duì)以兩個(gè)金屬間互化物（TCP相和GCP相）作為強(qiáng)化相的新型奧氏體系耐熱鋼Fe-20Cr-30Ni-2Nb（at.%）進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該鋼可以滿足A-USC鍋爐管所要求的特性（700℃、105h蠕變斷裂強(qiáng)度100MPa以上），這是因?yàn)镕e2Nb-Laves相（TCP相）可以強(qiáng)化晶間析出所致。因此，為弄清這種強(qiáng)化機(jī)理在800℃級(jí)發(fā)電設(shè)備（FA-USC）的應(yīng)用，有研究報(bào)告對(duì)只有Laves相析出的1073K蠕變特性進(jìn)行了調(diào)查，主要著眼于晶界Laves相來(lái)研究它與組織的關(guān)系。
因晶界TCP-Fe2NbLaves相和晶內(nèi)GCP-Ni3Nb相而受到強(qiáng)化的Fe-20Cr-30Ni-2Nb（at.%）的蠕變強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有鋼種。該鋼基本滿足了700℃級(jí)A-USC發(fā)電設(shè)備的目標(biāo)值（700℃、100MPa、105h）。而且，對(duì)可用于更高蒸汽溫度800℃的耐熱鋼進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在鍋爐管內(nèi)800℃的水蒸汽環(huán)境下為維持材料的蠕變強(qiáng)度，材料的抗氧化特性也是很重要的。因此，有研究報(bào)告對(duì)該鋼在模擬實(shí)際發(fā)電設(shè)備鍋爐管在水蒸汽氣氛條件下的蠕變行為進(jìn)行了調(diào)查，并與在大氣中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
作為可用于700℃級(jí)A-USC發(fā)電機(jī)組鍋爐管的新型耐熱鋼，提出了Fe-20Cr-30Ni-2Nb鋼，實(shí)際使用表明該鋼通過(guò)使TCP相（Fe2Nb-）向晶界析出和使GCP相（Ni3Nb-）向晶內(nèi)析出而具有良好的蠕變特性。它為可承受蒸汽溫度達(dá)800℃的超耐熱鋼的開(kāi)發(fā)提供了幫助。如果構(gòu)成兩種化合物的過(guò)渡金屬元素M是不同的，那么通過(guò)獨(dú)立控制晶界（Fe2M1）和晶內(nèi)（Ni3M2）的組織，就可以進(jìn)一步提高強(qiáng)度。因此，從-Fe/TCP相間的相平衡的觀點(diǎn)來(lái)看，有研究報(bào)告指出可以在固定Nb后選擇過(guò)渡金屬元素M作為Fe-Ni-Nb-M4元系金屬，并對(duì)/TCP/GCP相間的相平衡和Nb及M在各相的分配進(jìn)行了研究。
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