馬弗爐用鎳基合金高溫性能試驗(yàn)方法

在不同試驗(yàn)條件下比較不同鎳基耐熱合金的耐高溫氧化及抗碳化性能，分析不同成分體系對(duì)鎳基耐熱合金長(zhǎng)期高溫性能的影響。研究表明，Al、Ni 及 Cr 含量相對(duì)高的合金易形成氧化物保護(hù)膜，阻礙物質(zhì)的擴(kuò)散，從而提高了材料的抗高溫氧化性能，同時(shí)，提高有利于晶界結(jié)合力的微量元素含量有助于提高合金的長(zhǎng)期抗氧化、滲碳、蠕變等高溫性能。

鎳基高溫合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是優(yōu)良的高溫持久強(qiáng)度及抗氧化性，通常作為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中耐長(zhǎng)期高溫的首選材料。帶馬弗管的立式光亮退火爐是生產(chǎn)不銹鋼高檔產(chǎn)品 BA 板的關(guān)鍵設(shè)備，爐中馬弗管尺寸、質(zhì)量大，工作條件惡
劣( 1 095 ～ 1 150 °C 長(zhǎng)時(shí)間使用) ，對(duì)材料有很高的抗長(zhǎng)期高溫性能，在高溫自重條件的長(zhǎng)時(shí)間作用下馬 弗 管 運(yùn) 行 過(guò) 程 中 會(huì) 產(chǎn) 生 多 種 缺 陷 ( 如 縮頸、截面變形、鼓包等) ，因此研究此類(lèi)鎳基合金的耐長(zhǎng)期高溫能力具有重要意義。本文著重研究了不同合金體系對(duì)長(zhǎng)期高溫性能的影響規(guī)律，特別是材料的抗高溫氧化及工作氣氛中的抗?jié)B碳能力，并對(duì)其產(chǎn)生的機(jī)理及對(duì)長(zhǎng)期時(shí)效包括蠕變等性能進(jìn)行了討論，為高溫設(shè)備選材提供了理論依據(jù)。

1． 1 試驗(yàn)材料
為比較不同成分體系對(duì)合金耐高溫性能的影響程度，選取常見(jiàn)的兩種鎳基耐熱合金的成分體系進(jìn)行試驗(yàn)并比較，在實(shí)驗(yàn)室中熱軋成 20 mm 厚度的鋼板，其成分范圍如表 1 所示。

試驗(yàn)方案
高溫 氧 化 試 驗(yàn) 所 用 加 熱 爐 為 箱 式 加 熱 爐( 1 095 °C ) 和管式加熱爐 ( 1 150 °C ) ，如圖 1 所示。

試驗(yàn)前將試樣在坩堝中稱(chēng)重。將試樣加熱到1 095 °C 保溫 25 h 取出，空冷后稱(chēng)重，再將試樣放到加熱爐中，重復(fù)操作使總加熱時(shí)間達(dá) 400 h。按同樣的方法，將加熱溫度升高到 1 150 °C 進(jìn)行試驗(yàn)，總加熱時(shí)間達(dá) 300 h。試驗(yàn)完成后觀察試樣表面形貌，并對(duì)其在不同溫度下的氧化及滲碳規(guī)律進(jìn)行比較，分析其產(chǎn)生差異的機(jī)理，得出適于馬弗爐具體使用工況的合金體系。同時(shí)，對(duì)目標(biāo)合金的長(zhǎng)期使用性能進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估，預(yù)判其實(shí)際使用的服役效果。