蠕变退化对镍基合金钢硬度的影响

摘要

在日本,为了减少CO2排放量和提高发电效率,我们正在研究开发超临界动力锅炉用钢,该钢在700益的超临界温度下服役。镍基合金,UNS N06674(ASME 2826、47Ni-23Cr-23Fe-7W、HR6W)和UNS N06617(52Ni-22Cr-13Co-9Mo、617合金)是用于高温超临界动力锅炉的候选材料。在本研究中,为了评价硬度法在蠕变寿命评估中的应用潜力,我们研究了蠕变退化对两种镍基合金硬度变化的影响。研究结果表明,在蠕变寿命的后期,由于材料的硬化和软化,使得硬度值更加分散。这是因为,随着蠕变变形的增加,位错密度增大,材料发生硬化,另一方面,伴随蠕变空洞的形成,析出物变粗,材料发生软化。这一趋势与蠕变寿命分数有很好的相关性。因此,这为蠕变寿命评估提供了有用的工具。另外,我们发现,HR6W钢的硬度变化可表示为温度、应力和蠕变寿命分数的函数。因此,通过多元分析,建立了硬度的回归方程。把服役温度、服役应力和测量的硬度代入多元回归方程中,能够计算出蠕变寿命分数。这些发现表明,这种硬度方法对于镍基合金钢的蠕变寿命评估是有用的。