固溶处理温度及冷却方式对Ni-Cr-Mo-Co耐热合金组织与性能的影响

白亚冠; 聂义宏; 杨晓禹; 王大鹏; 白兴红; 彭亚敏; 傅万堂

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00068

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

固溶处理温度及冷却方式对Ni-Cr-Mo-Co耐热合金组织与性能的影响

形变与相变 | 更新时间：2025-09-02

- 固溶处理温度及冷却方式对Ni-Cr-Mo-Co耐热合金组织与性能的影响
- Effect of Solution Heat Treatment Temperature and Cooling Mode on Microstructure and Mechanical Property of Ni-Cr-Mo-Co Alloy
- 特殊钢 2025年46卷第4期页码：150-156
- 作者机构：
  
  1.燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，秦皇岛 066004
  2.天津重型装备工程研究有限公司，天津 300457
  3.中国第一重型机械股份公司，齐齐哈尔 161042
- 作者简介：
  
  白亚冠（1987—），男，硕士，正高级工程师；E-mail：302baiyaguan@163.com
  傅万堂（1966—），男，博士，教授；E-mail: wtfu@ ysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2021YFB3704102)
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00068
  中图分类号： TG156.1
- 收稿：2025-03-14，
  
  修回：2025-04-03，
  
  录用：2025-07-07，
  
  纸质出版：2025-07-30
- 稿件说明：
移动端阅览
白亚冠,聂义宏,杨晓禹等.固溶处理温度及冷却方式对Ni-Cr-Mo-Co耐热合金组织与性能的影响[J].特殊钢,2025,46(04):150-156.

Bai Yaguan,Nie Yihong,Yang Xiaoyu,et al.Effect of Solution Heat Treatment Temperature and Cooling Mode on Microstructure and Mechanical Property of Ni-Cr-Mo-Co Alloy[J].Special Steel,2025,46(04):150-156.
白亚冠,聂义宏,杨晓禹等.固溶处理温度及冷却方式对Ni-Cr-Mo-Co耐热合金组织与性能的影响[J].特殊钢,2025,46(04):150-156. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00068.

Bai Yaguan,Nie Yihong,Yang Xiaoyu,et al.Effect of Solution Heat Treatment Temperature and Cooling Mode on Microstructure and Mechanical Property of Ni-Cr-Mo-Co Alloy[J].Special Steel,2025,46(04):150-156. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00068.

摘要

研究了不同温度的固溶处理及固溶处理后的冷却发方式对合金组织与性能的影响规律。结果表明，在1 100~1 160 ℃温度范围内，随着固溶处理温度的升高，碳化物回溶到基体中，从而使得晶粒长大，进而对合金的强度与塑性产生一定的不利影响；碳化物更充分的回溶也可促进后续时效处理过程中晶界更加连续的M

型碳化物析出，从而降低合金的力学性能。结合组织情况，可选择1 140 ℃为该合金的固溶处理温度。合金固溶处理后较慢的冷却方式，增加了M

C型碳化物的析出倾向和碳化物的尺寸，并可析出γ′相，进而提高合金的强度；若合金在固溶处理后采用空冷方式，则会在时效处理过程中于原碳化物及附近位置析出大量细小颗粒状的碳化物。固溶处理后的缓冷过程中和时效处理过程中均会析出大量的γ′相，显著提高合金的强度，同时，晶界大量碳化物的析出弱化了晶界强度，对合金的塑性和冲击功产生不利影响。

Abstract

The influence laws of solution treatments at diverse temperatures and the cooling modalities subsequent to solution treatments on the microstructure and properties of the alloy were investigated. The outcomes reveal that within the temperature range of 1 100 ℃ - 1 160 ℃， with the elevation of the solution treatment temperature， carbides dissolve back into the matrix， which makes the grain grow and has a certain adverse effect on the strength and plasticity of the alloy. More thorough dissolution of carbides can further facilitate the precipitation of more continuous M

- type carbides along the grain boundaries during the ensuing aging treatment， consequently reducing the mechanical properties of the alloy. Taking into account the microstructure characteristics， 1 140 ℃ can be chosen as the solution trea

tment temperature for this alloy.A relatively sluggish cooling approach subsequent to the alloy's solution treatment augments the precipitation propensity of M

C type carbides and the size of these carbides. Additionally， it can prompt the precipitation of the γ′ phase， thereby enhancing the strength of the alloy. In the event that the alloy undergoes air - cooling subsequent to solution treatment， a substantial quantity of fine granular carbides will precipitate at the sites of the original carbides and their adjacent regions during the aging treatment. Abundant γ′ phases precipitate both during the slow - cooling process following solution treatment and during the aging treatment， remarkably elevating the strength of the alloy. Simultaneously， the precipitation of a large number of carbides at the grain boundaries attenuates the strength of the grain boundaries， imposing an adverse influence on the plasticity and impact energy of the alloy.

关键词

Keywords

references

刘正东，陈正宗，何西扣，等 . 630～700 ℃超超临界燃煤电站耐热管及其制造技术进展［J］. 金属学报， 2020 ， 56 （ 4 ）： 539 - 548 .

何西扣，刘正东，王天剑，等 . 中国超超临界汽轮机转子耐热材料及锻件研制进展［J］. 中国冶金， 2023 ， 33 （ 12 ）： 1 - 11 .

彭建强，宗影影，高晨曦，等 . 国内外汽轮机转子用镍基合金锻件研制现状［J］. 大型铸锻件， 2024 （ 6 ）： 44 - 49 .

李　季，唐丽英，李　江，等 . Inconel 740H在700 ℃关键部件验证试验平台中的性能演变研究［J］. 稀有金属材料与工程， 2021 ， 50 （ 9 ）： 3304 - 3312 .

刘正东 . 中国700 ℃燃煤发电机组耐热材料研发［C］. 2011年全国高品质特殊钢生产技术研讨会文集. 西宁， 2011 ： 72 - 77 .

田仲良，包汉生，何西扣，等 . 700 ℃汽轮机转子用耐热合金的研究进展［J］. 钢铁， 2015 ， 50 （ 2 ）： 54 - 60+69 .

HAJIME K ， TAKASHI S ， CHRISTIAN B ， et al . Development of technology for improving efficiency of large coalfired thermal power plants ［J］. Hitachi Review ， 2011 ， 60 （ 7 ）： 365 - 370 .

ROBIN S ， CHEN S ， MONICA S . New materials enable unprecedented improvement in turbine performance ［J］. Advanced Materials & Processes ， 2013 ： 171 （ 1 ）： 18 - 22 .

Donth B ， Blaes N ， Diwo A ， et al . Large-scale manufacture of nickel alloy turbine rotor forgings for A-USC power plants ［J］. Transactions of the Indian National Academy of Engineering ， 2020 ， 5 （ 1 ）： 75 - 82 .

Speicher M ， Kauffmann F ， Shim J H ， et al . Microstructure evolution in Alloy 617 B after a long-term creep and thermal aging at 700 ℃ ［J］. Materials Science and Engineering： A ， 2018 ， 711 ： 165 - 174 .

Wright J K ， Lillo T M ， Wright R N ， et al . Creep and creep-rupture of alloy 617 ［J］. Nuclear Engineering and Design ， 2018 ， 329 ： 142 - 146 .

白亚冠，聂义宏，寇金凤，等 . 成分改进对IN 617合金组织及性能的影响［J］. 稀有金属材料与工程， 2022 ， 51 （ 1 ）： 327 - 334 .

白亚冠，聂义宏，吴　贇，等 . 固溶温度和冷却方式对转子用改型IN617合金晶粒尺寸及碳化物的影响［J］. 大型铸锻件， 2018 （ 4 ）： 32 - 35 .

聂义宏，白亚冠，金嘉瑜，等 . 时效温度对改进型Inconel 617合金的组织与性能的影响［J］. 材料热处理学报， 2021 ， 42 （ 2 ）： 52 - 60 .

郭　岩，王博涵，侯淑芳，等 . 700 ℃超超临界机组用Alloy 617 mod时效析出相［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 14 ）： 2314 - 2318 .

ELISABETTA G ， MARCELLO C ， STEFANO S ， et al . Investigation on precipitation phenomena of Ni-22Cr-12Co-9Mo alloy aged and crept at high temperature ［J］. Pressure Vessels and Piping . 2008 ， 85 ： 63 - 71 .

Mankins W L ， Hosier J C ， Bassford T H . Microstructure and phase stability of INCONEL alloy 617 ［J］. Metallurgical Transactions ， 1974 ， 5 （ 12 ）： 2579 - 2590 .

郭　岩，侯淑芳，周荣灿 . 晶界M 23 C 6 碳化物对IN 617合金力学性能的影响［J］. 动力工程学报， 2010 ， 30 （ 10 ）： 804 - 808 .

浏览量

下载量

CSCD

CNKI被引量

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变研究

冷却速率对新型C61齿轮钢力学性能和微观组织的影响

冷却速率和氮含量对高锰无磁钢中AlN夹杂物析出和长大行为的影响

锻造工艺对Fe10Cr10Co软磁合金组织及性能的影响

析出相预处理对高强度螺栓显微组织和力学性能的影响