燃煤发电是我国电力的重要组成部分。全国约60%的电力来自热能。煤是不可再生资源,热能生产对环境污染严重。伴随着能源危机的加剧和环境保护意识的提升,迫切需要研制高效率、清理的火电机组。20世纪90年代后期,欧洲、日本和美国相继提出了先进的超级临界热电站研发计划,将蒸汽参数提高到700℃。在这些国家和地区,超临界火力发电设备缸体和阀体的标称材料由铸造GH3625超合金开发,比例部件正在试验中。超级临界火力发电厂在大型铸造国产镍基合金方面表现较弱,研究较少。本文采用真空感应熔炼而成的GH3625镍基合金电极片,研究其铸造组织和均质化工艺。镍基合金铸件可采集数据。
试验材料和方法:
GH3625镍基合金试样源于利用真空感应熔炼技术获得的150kg电极片,其长度为1200mm,直径为145mm,电极片出口端的化学成分如下表所示。首先从电极锭出口端切下60mm厚的盘子,然后切下15mm厚的盘子,从该盘子上半径以内的位置切下15mm×15mm的块状样品进行铸态组织分析和均匀化技术研究。机械打磨抛光后,用10%的磷酸水溶液电解侵蚀(电压为30 V),利用光学显微镜、扫描电镜观察组织形貌,每个试样采集5张照片,每张照片选取3个位置进行枝晶间距的测量,最后取平均值,利用能谱仪(EDS)分别在枝晶间和枝晶干处取点测量元素含量,每个试样取两个视野,每个视野中测10点取平均值,并测定了析出相。在高温热处理炉内对铸件样品进行均匀热处理,均匀热处理采用正交试验法,温度分别为1140℃、1160℃、1180℃、1200℃1220℃,保温时间分别为2h、4h、8h、16h、32h,出炉后水冷,然后研磨、电解腐蚀。
结论。
(1) GH3625真空感应熔炼电极锭铸造组织存在明显偏析,其中Mo、Nb、Ti元素在枝结晶之间为正偏析,偏析程度为Nb>的Ti>与Nb的比较和低Si含量在凝固过程中主要分析为NbC,均匀分布在枝结晶之间。
(2) 均匀热处理后,根据枝形状、残留偏析指数的变化,1200~1220℃的保温32h可以作为GH3625小片型合金的均匀处理技术,大片型和大尺寸的试制品需要在这个保温时间上追加。
希望上海穆然实业这次考试能给员工带来一点启示。