固溶溫度對新型耐熱合金晶界特性的影響

CCA 617（或617B）合金是鎳-鉻-鉬固溶強化型耐熱合金，具有良好的高溫強度、優異的熱加工性以及焊接性能，是未來700℃蒸汽參數超超臨界燃煤火電機組主蒸汽管道的首選材料之一。當前，美國、歐洲和日本正積極開展先進超超臨界燃煤電站用鍋爐及汽輪機等關鍵部件耐熱材料的研究工作。根據700℃蒸汽參數超超臨界燃煤火電機組主蒸汽管道服役要求，鋼鐵研究總院和撫順特殊鋼股份公司成功改性Inconel 617并命名為C-HRA-3合金。科研人員著重研究固溶溫度對新型耐熱合金C-HRA-3晶界特性的影響，預期對獲得高持久強度的工業制管熱處理提供參考。

試驗用C-HRA-3耐熱合金經真空感應爐冶煉，其主要化學成分實測值如表1所示。鑄錠經多火鍛造成Φ16mm的棒材；開鍛溫度≤1200℃，終鍛溫度≥1000℃。鍛后顯微組織為完全再結晶組織，再結晶晶粒細小且大小均勻。

表1 C-HRA-3合金的化學成分（質量分數，%）

固溶溫度分別選擇1125、1150和1200℃，保溫時間1h，水冷至室溫。試樣制備采用手動磨制，將準備好的試樣在不同型號的SiC砂紙上水磨，磨完后進行手動拋光。金相試樣采用手動腐蝕，腐蝕液為CuCl₂+HCl+酒精的混合液，腐蝕時間5～15s。晶體的取向和晶界特性信息可以通過EBSD技術進行分析。采用ATD-10型X射線衍射儀測量樣品的位錯密度。試驗結果表明：

（1）C-HRA-3合金經1125～1200℃溫度范圍內不同溫度固溶處理后，晶粒正常長大。隨固溶溫度的升高，晶粒尺寸增加，位錯密度降低。