700℃级a-凯发体育官网

  目前的发电设备主要是煤火力发电设备。煤的资源储藏量丰富,但其co2排放量比天然气的多。因此,为抑制co2的排放量和节约化石燃料,必须提高煤的火力发电效率。日本及其它国家已开发了700℃级特高先进临界压火力发电设备(a-usc),其蒸汽温度比目前的600℃级特高临界压火力发电设备(usc)大幅度提高。目前的usc的汽轮机等高温高压装置使用的转子、涡轮翼和螺栓等材料是铁素体系耐热钢,但在a-usc中由于铁素体系耐热钢的高温强度不够充分,因此使用的是高温强度高的奥氏体系 fe-ni基超耐热合金和ni基超耐热合金。日立金属公司开发了ni基超耐热合金usc141,它可用作a-usc发电设备的涡轮翼和涡轮套管螺栓等的制作材料。

  usc141是以20%cr-10%mo-al-ti-bal.ni为主要成分的ni超耐热合金。由于它是通过将γ′相微细析出进行强化,因此在固溶化处理后,经时效处理就可使用。作为具有代表性的热处理条件是在1066℃的热处理后,在850℃和760℃的两个温度阶段的时效处理。usc141的主要特性如下:

  1)低的热膨胀系数

  usc141的特征之一是其热膨胀系数在ni基超耐热合金中属于小的一种。usc141从室温到700℃的平均热膨胀系数是14×10-6/℃,比ni基超耐热合金alloy80和aalloy625等的值(大约15×10-6/℃)小。可以认为这有利于保持高温下螺栓的连接力,在热疲劳强度方面也是有利的。

  2)高的蠕变断裂强度

  用拉森-密勒参数整理了usc141的蠕变断裂强度。结果表明,ni基超耐热合金在600、650和700℃×10万小时的蠕变断裂强度比普通材质的铁素体系耐热钢的高。700℃、10万小时的蠕变断裂强度的推定值超过100mpa。另外,即使在600℃和650℃时,usc141的蠕变断裂强度也比铁素体系耐热钢的高,由此可以认为它还可用于600℃级usc。

  日立金属公司不仅研究了usc141在700℃级a-usc的汽轮机的螺栓和叶片的应用,还研究了在锅炉管的应用。今后通过积累长时间的蠕变试验数据,必将为其在a-usc的应用做出贡献。