·806· 北京科技大学学报 第34卷 14 Inconel617合金700℃下y平衡析出量为 27%Fe 4.8%(质量分数)，经过704℃时效40~60kh后， -30%e 10 +33%Fe y相体积分数为2%~5%，在晶内和晶界存在粗化 -36%e 39%Fe 的残余M,C以及弥散的M,C,,具体析出量未见 报道，另外没有观察到n、σ和μ相. GH2984合金在标准热处理态和经过18kh时 效后，均无m相出现，Y相的质量分数分别为 5.74%和7.23%回，高于计算值，但与计算结果中 350 550650 750 850 温度℃ Y+)值比较接近；碳化物MC的析出量与理论计 图10Fe质量分数对GH2984合金σ相析出行为的影响规律 算结果基本相同，但在18kh时效后M2:C6的析出导 Fig.10 Effect of Fe mass fraction on the precipitation behaviors of o 致碳化物总量高于计算值a:合金时效5kh后开始 phase in GH2984 析出σ相，其析出量低于平衡计算结果. 表3三种合金700℃下各平衡析出相含量与文献报道中实际测量值的对比 Table 3 Comparisons of the contents of precipitation phases between calculated values and experimental results from literatures 质量分数 合金 类别 Y体积分数 文献 MC MsC MzCs 理论计算值 11.40 77.1 8.07 0.57 2.90 Inconel740 实际值 16.80(y+m) 0.15 0.15 一 56] 理论计算值 4.80 85.6 一 1.20 Inconel617 实际值 2.00-5.00 粗化 品界弥散 01] 理论计算值 2.50 91.0 4.90 0.55 2.30 GH2984 实际值 6.48-7.23 0.52-0.66 一 痕量 0.191.29[9,16] cal coal-fired power plant boilers.Int J Pressure Vessels Piping 3结论 2006,83(11/12):778 2] Viswanathan R,Purgert R,Goodstine S,et al.U.S.program on (1)Inconel?740、Inconel617和GH2984合金均 materials technology for ultra-supercritical coal-fired boilers / 为以γy相为基体的奥氏体合金，主要析出相包括 Proceedings of the 5th Conference on Adrances in Material Technolo- y、碳化物、σ门δ及μ等. gy for Fossil Power Plants.Ohio,2008:1 (2)合金凝固过程中Mo、Nb和Ti元素发生严 B] Fukuda M,Sone H,Saito E,et al.Refurbishment of aged PC 重正偏析，元素的液相偏聚会导致合金初熔点变化， power plants with advanced USC technology /Proceedings of the 对后期的热加工不利，需要均匀化退火消除 5th Conference on Advances in Material Technology for Fossil Power Plants.Ohio,2008:29 (3)700℃时Inconel740合金的y相析出量大 4 Lin FS,Cheng S C,Xie X S.The development of electric power 于另两种合金，并且析出温度和析出量受A、T含 and high temperature materials application in China:an overview 量影响，这两种元素同时影响该合金η相的析出 /Proceedings of the 5th Conference on Adrances in Material Tech- 行为 nology for Fossil Pouer Plants.Ohio,2008:46 (4)三种合金一次碳化物的析出方式和种类不 Zhao S Q,Xie X S,Smith G D,et al.Research and improvement on structure stability and coion resistance of nickel-ase super- 同，Inconel740和GH2984合金的MC型一次碳化物 alloy Inconel alloy 740.Mater Des,2006,27(10):1120 主要由液相析出，Inconele617合金的M,C型一次碳 6 Zhao S Q,Xie X S,Smith G D,et al.Microstructural stability 化物固析的比例较大；三种合金的二次碳化物均为 and mechanical properties of a new nickel-based superalloy.Mater M,C6,其中nconel617合金的析出量和析出温度范 Sei Eng A,2003,355(1/2):96 围最大，700℃时三种合金析出相的热力学计算结 7]Sanders J M,Ramirez J E,Baker B A.Weldability investigation 果与实际相符性较好 of Inconel alloy 740 for ultrasupereritical boiler applications/ Proceedings of the 5th Conference on Advances in Material Technolo- gy for Fossil Power Plants.Ohio,2008:818 参考文献 [8] Kihara S,Newkirk J B.Ohtomo A,et al.Morphological changes [Viswanathan R,Coleman K,Rao U.Materials for ultra-supercriti- of carbides during creep and their effects on the creep properties of北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 10 Fe 质量分数对 GH2984 合金 σ 相析出行为的影响规律 Fig． 10 Effect of Fe mass fraction on the precipitation behaviors of σ phase in GH2984 Inconel617 合 金 700 ℃ 下 γ' 平 衡 析 出 量 为 4. 8% ( 质量分数) ，经过 704 ℃ 时效 40 ～ 60 kh 后， γ'相体积分数为 2% ～ 5% ，在晶内和晶界存在粗化 的残余 M6C 以及弥散的 M23C6 ［11］，具体析出量未见 报道，另外没有观察到 η、σ 和 μ 相． GH2984 合金在标准热处理态和经过 18 kh 时 效后，均 无 η 相 出 现，γ' 相的质量分数分别为 5. 74% 和 7. 23% ［9］，高于计算值，但与计算结果中 γ' + η 值比较接近; 碳化物 MC 的析出量与理论计 算结果基本相同，但在 18 kh 时效后 M23C6的析出导 致碳化物总量高于计算值［16］; 合金时效 5 kh 后开始 析出 σ 相，其析出量低于平衡计算结果． 表 3 三种合金 700 ℃下各平衡析出相含量与文献报道中实际测量值的对比 Table 3 Comparisons of the contents of precipitation phases between calculated values and experimental results from literatures % 合金 类别 γ'体积分数 质量分数 γ η MC M6C M23C6 σ 文献 Inconel740 理论计算值 11. 40 77. 1 8. 07 — — 0. 57 2. 90 — 实际值 16. 80( γ' + η) 0. 15 — 0. 15 — ［5--6］ Inconel617 理论计算值 4. 80 85. 6 — — — 1. 20 — — 实际值 2. 00 ～ 5. 00 — — 粗化 晶界弥散 — ［11］ GH2984 理论计算值 2. 50 91. 0 4. 90 0. 55 — — 2. 30 — 实际值 6. 48 ～ 7. 23 0. 52 ～ 0. 66 — 痕量 0. 19 ～ 1. 29 ［9，16］ 3 结论 ( 1) Inconel740、Inconel617 和 GH2984 合金均 为以 γ 相为基体的奥氏体合金，主要析出相包括 γ'、碳化物、σ、η、δ 及 μ 等． ( 2) 合金凝固过程中 Mo、Nb 和 Ti 元素发生严 重正偏析，元素的液相偏聚会导致合金初熔点变化， 对后期的热加工不利，需要均匀化退火消除． ( 3) 700 ℃时 Inconel740 合金的 γ'相析出量大 于另两种合金，并且析出温度和析出量受 Al、Ti 含 量影响，这两种元素同时影响该合金 η 相的析出 行为． ( 4) 三种合金一次碳化物的析出方式和种类不 同，Inconel740 和 GH2984 合金的 MC 型一次碳化物 主要由液相析出，Inconel617 合金的 M6 C 型一次碳 化物固析的比例较大; 三种合金的二次碳化物均为 M23C6，其中 Inconel617 合金的析出量和析出温度范 围最大，700 ℃ 时三种合金析出相的热力学计算结 果与实际相符性较好． 参 考 文 献 ［1］ Viswanathan R，Coleman K，Rao U． Materials for ultra-supercriti￾cal coal-fired power plant boilers． Int J Pressure Vessels Piping， 2006，83( 11 /12) : 778 ［2］ Viswanathan R，Purgert R，Goodstine S，et al． U． S． program on materials technology for ultra-supercritical coal-fired boilers / / Proceedings of the 5th Conference on Advances in Material Technolo￾gy for Fossil Power Plants． Ohio，2008: 1 ［3］ Fukuda M，Sone H，Saito E，et al． Refurbishment of aged PC power plants with advanced USC technology / / Proceedings of the 5th Conference on Advances in Material Technology for Fossil Power Plants． Ohio，2008: 29 ［4］ Lin F S，Cheng S C，Xie X S． The development of electric power and high temperature materials application in China: an overview / / Proceedings of the 5th Conference on Advances in Material Tech￾nology for Fossil Power Plants． Ohio，2008: 46 ［5］ Zhao S Q，Xie X S，Smith G D，et al． Research and improvement on structure stability and corrosion resistance of nickel-base super￾alloy Inconel alloy 740． Mater Des，2006，27( 10) : 1120 ［6］ Zhao S Q，Xie X S，Smith G D，et al． Microstructural stability and mechanical properties of a new nickel-based superalloy． Mater Sci Eng A，2003，355( 1 /2) : 96 ［7］ Sanders J M，Ramirez J E，Baker B A． Weldability investigation of Inconel alloy 740 for ultrasupercritical boiler applications / / Proceedings of the 5th Conference on Advances in Material Technolo￾gy for Fossil Power Plants． Ohio，2008: 818 ［8］ Kihara S，Newkirk J B，Ohtomo A，et al． Morphological changes of carbides during creep and their effects on the creep properties of ·806·