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硼B和磷P对GH984合金（化学成分）Ni-Fe基抗热腐蚀高温合金组织和力学性能的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-07-02
GH984合金是中国科学院金属研究所与合作单位于上世纪90年代初自主研制成功的一种Ni-Fe基抗热腐蚀高温合金，具有优异的抗氧化、抗腐蚀能力和力学性能，用于制作船舶高压锅炉过热器管。
GH984合金是中国科学院金属研究所与合作单位于上世纪90年代初自主研制成功的一种Ni-Fe基抗热腐蚀高温合金，具有优异的抗氧化、抗腐蚀能力和力学性能，用于制作船舶高压锅炉过热器管，且通过了十几年的使用考核。
已有研究结果表明，B和P微合金化可以显著提高一些高温合金的持久性能。近期对IN718合金的研究发现，B和P同时添加比单一添加能更好改善其高温持久性能。研究人员尝试通过B和P的微合金化提高GH984抗热腐蚀高温合金的力学性能以有效地延长合金的使用寿命，降低应用成本，同时，进一步揭示B和P微合金化在抗热腐蚀高温合金中的作用机制。
为保证合金成分的一致性，首先采用50kg真空感应炉熔炼一炉母合金，其化学成分分析结果（质量分数，%）为C0.06，Cr19，Mo2.2，Nb1.1，Ti1.1，AI0.4，Fe3.32， Ni余量。然后，采用25kg真空感应炉重熔浇注成3种不同成分合金锭。其中，试样N0.1中未添加B和P；试样N0.2中添加微量B（0.006%），未添加P；试样N0.3中添加微量B（0.006%）和少量P（0.02%）。合金锭开坯锻造成30mm×30mm的方坯料，然后热轧制成直径16mm的棒材，锻造和轧制的加热温度均为1150℃。对轧态棒材进行标准热处理（1100℃保温1h后，空冷；750℃保温8h，空冷）后，加工成标准的拉伸和持久试样。对试样进行室温、700℃拉伸实验，持久实验的实验条件为700℃、350MPa。观察试样的微观组织和断口形貌。试验结果如下：
（1）GH984合金由双态等轴晶晶粒组成，晶粒大小为20～110μm，平均晶粒尺寸约为60μm，晶粒内部存在大量的孪晶，主要析出相为γ′相、Ti（C，N）型氮化物、MC型和M23C6型碳化物。
（2）B和P的添加对合金的微观组织影响不大，但是P的添加促进了细小M23C6型碳化物的析出，该碳化物呈不连续状在晶界均匀弥散分布。
（3）微量B的添加提高了合金的室温拉伸塑性，明显改善了合金的700℃拉伸塑性，但拉伸强度略有降低。B和P共同添加可改善GH984合金室温和700℃拉伸塑性，但几乎不对合金的室温拉伸强度及高温拉伸强度产生影响。B合金化明显改善合金的持久塑性，但B和P的共同添加能更有效地改善合金在700℃、350MPa条件下的持久寿命和塑性，并将合金的持久断裂模式由沿晶断裂转变为穿晶断裂。
（4）B和P微合金化对GH984合金性能的改善应归因于晶界强度的改善和晶界析出相的优化。
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