第7期 王珏等：700℃以上超超临界电站锅炉过热器管材用典型镍基合金的平衡析出相规律 ·801· 100 a 80 60 6 0 4 M.Co MC 400 600 800 1000 1200 1400 400600 800100012001400 温度℃ 温度℃ 100 10r (e) d 80 8 60 61 40 MC 20 M.C. MC 400 600 8001000 12001400 400 600 800000200 1400 温度℃ 温度℃ 100r e C) 80 60 40 4 20 MC MC 400 600 800100012001400 400 600 800 100012001400 温度℃： 温度℃ 图1三种合金的热力学平衡相图及局部放大图.(a),(b)nconel740:(c),(d)nconel617:(c),(f)GH2984 Fig.I Equilibrium phase diagrams of three alloys and their partial magnification:(a),(b)Inconel740;(c),(d)Inconel617:(e),(f)GH2984 表2。三种合金析出相的析出温度与合金熔点 Table 2 Calculated melting point and precipitation temperature of different phases in three alloys ℃ y析出 MC温度 MC6析出 M,C析出 n析出 σ析出 合金 初熔点 终熔点 温度 范围 温度 温度 温度 温度 Inconel740 1277 1358 860 785-1293 803 1100 736 Inconel617 1296 1367 828 980 815.0~1296.8 一 482~824 GH2984 1308 1403 728 589~1324 673 907 748 析出体现了热力学相图计算的准确性，但动力学因 火以减小或消除元素偏析，热力学计算可以对液相 素仍然会导致一定的偏差，比如nconel740合金中 凝固过程中元素的偏聚行为进行模拟，并结合合金 并无c相、Inconel617合金中没有μ相析出等，并且 熔化温度范围为扩散退火工艺的制定提供理论依 析出相的质量分数与平衡态下计算值也存在一定差 据.图3为应用Thermo-Calc软件中Schell--Gulliver 距.总体来看，热力学计算与合金在服役过程中的 模型所计算的三种合金非平衡凝固过程中元素再分 实际情况还是基本相符的 配规律.可以看出，随着液相比例逐渐减小，合金中 2.2凝固过程中元素再分配及其对合金初熔点的 元素的成分偏离其平衡成分.Inconel740合金中 影响 Nb、Ti和Mo元素在液相中的质量分数随着凝固的 高温合金治炼结束后，通常需要进行均匀化退 进行而逐渐升高（图3a),即偏聚于最后凝固的枝晶第 7 期 王 珏等: 700 ℃以上超超临界电站锅炉过热器管材用典型镍基合金的平衡析出相规律 图 1 三种合金的热力学平衡相图及局部放大图 . ( a) ，( b) Inconel740; ( c) ，( d) Inconel617; ( e) ，( f) GH2984 Fig． 1 Equilibrium phase diagrams of three alloys and their partial magnification: ( a) ，( b) Inconel740; ( c) ，( d) Inconel617; ( e) ，( f) GH2984 表 2 三种合金析出相的析出温度与合金熔点 Table 2 Calculated melting point and precipitation temperature of different phases in three alloys ℃ 合金 初熔点 终熔点 γ'析出 温度 MC 温度 范围 M23C6析出 温度 M6C 析出 温度 η 析出 温度 σ 析出 温度 Inconel740 1 277 1 358 860 785 ～ 1 293 803 — 1 100 736 Inconel617 1 296 1 367 828 — 980 815. 0 ～ 1 296. 8 — 482 ～ 824 GH2984 1 308 1 403 728 589 ～ 1 324 673 — 907 748 析出体现了热力学相图计算的准确性，但动力学因 素仍然会导致一定的偏差，比如 Inconel740 合金中 并无 σ 相、Inconel617 合金中没有 μ 相析出等，并且 析出相的质量分数与平衡态下计算值也存在一定差 距． 总体来看，热力学计算与合金在服役过程中的 实际情况还是基本相符的． 2. 2 凝固过程中元素再分配及其对合金初熔点的 影响 高温合金冶炼结束后，通常需要进行均匀化退 火以减小或消除元素偏析，热力学计算可以对液相 凝固过程中元素的偏聚行为进行模拟，并结合合金 熔化温度范围为扩散退火工艺的制定提供理论依 据． 图 3 为应用 Thermo--Calc 软件中 Schell--Gulliver 模型所计算的三种合金非平衡凝固过程中元素再分 配规律． 可以看出，随着液相比例逐渐减小，合金中 元素的成分偏离其平衡成分． Inconel740 合金 中 Nb、Ti 和 Mo 元素在液相中的质量分数随着凝固的 进行而逐渐升高( 图 3a) ，即偏聚于最后凝固的枝晶 ·801·