740H / UNS N07740 Superalloy hiệu suất cao, hợp kim đặc biệt Ống và ống bán dẫn

Superalloy 740H (UNS N07740) hiệu suất cao cho ống nồi hơi siêu tới hạn

1 SẢN PHẨM

Superalloy 740H (UNS N07740) hiệu suất cao ống và ống cho nồi hơi siêu tới hạn tiên tiến.

Các hình thức bán sản phẩm tiêu chuẩn bao gồm ống và ống liền mạch, thanh tròn, rèn, vv

THIẾT KẾ 2 THIẾT BỊ

Hợp kim UNS N07740, INCONEL® 740H

3 MỘT PPLICATION

Hợp kim 740H là một siêu hợp kim cứng, kết tủa cứng, có khả năng kết hợp độc đáo giữa độ bền cao và khả năng chống rão ở nhiệt độ cao cùng với khả năng chống ăn mòn tro than. Hợp kim ban đầu được nhắm mục tiêu sử dụng làm ống nồi hơi A-USC trong các bộ phận quá nhiệt của các nhà máy này nhưng sau đó được điều chỉnh để ứng dụng làm vật liệu cho các đầu hơi mà các ống nồi hơi được kết nối. Các ống nồi hơi A-USC có kích thước thông thường [thường là 1,5 đến 3 inch (38 đến 76 mm) đường kính ngoài]. Kích thước ống tiêu đề hơi chính chiếm phạm vi kích thước lớn hơn nhiều, với đường kính ngoài lớn hơn 12 inch (305 mm) và độ dày thành có thể vượt quá 1,5 inch (38 mm). Đường ống hâm nóng liền mạch, đường kính ngoài lên đến 30 inch (760 mm), cũng là một dòng sản phẩm khả thi với hợp kim 740H.

4 TỔNG QUAN

Alloy 740H là một siêu hợp kim cứng có tuổi được thiết kế đặc biệt để tạo ra năng lượng siêu tới hạn tiên tiến.

Khi nhu cầu năng lượng điện của thế giới tăng lên, các chính phủ cũng yêu cầu kiểm soát khí thải một cách nghiêm ngặt để giảm thiểu tác động nhà kính của dấu chân carbon của xã hội. Bất chấp tình hình đó, than, dầu và khí đốt vẫn tiếp tục là nhiên liệu chính cho các cơ sở sản xuất điện. Trong khi năng lượng hạt nhân, tuabin khí, năng lượng mặt trời và gió dự kiến ​​sẽ tăng, than vẫn được dự đoán sẽ cung cấp 37% công suất phát điện của thế giới vào năm 2035. Do đó, có một động lực mạnh mẽ để phát triển sản xuất điện sạch hơn, hiệu quả hơn. Hiệu suất của nồi hơi đốt nhiên liệu hóa thạch tăng theo nhiệt độ và áp suất vận hành. Đã có sự gia tăng tiến bộ trong những điều kiện này đối với thiết kế nồi hơi mà đỉnh cao là công nghệ siêu tới hạn (A-USC) tiên tiến. Lò hơi A-USC dự kiến ​​sẽ cung cấp mức hiệu suất phát điện trên 50% (HHV) và hoạt động của chúng là sao cho có thể dễ dàng thu gom và thải khí thải carbon.

Các chương trình phát triển khả năng A-USC hiện đang hoạt động trên toàn thế giới. Vì các nhà máy A-USC sẽ hoạt động ở nhiệt độ cao hơn (700 ° đến 760 ° C) và áp suất (lên đến 35 MPa), các siêu hợp kim gốc niken được yêu cầu để đáp ứng sự khắc nghiệt của độ bền và khả năng chống ăn mòn. Hợp kim 740H được phát triển đặc biệt để hoạt động trong các điều kiện dịch vụ đòi hỏi khắt khe này.

5 THÀNH PHẦN HÓA CHẤT (wt%):

Bảng 1 (%%)

6 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Mật độ: = 8,05 g / cm ³ (0,291 lb / trong ³ )

Nhiệt độ nóng chảy: 1288-1362 ℃ (2350-2484 ° F)

Điện trở suất: 702,7 circ-Circ mil / ft (1.168μ Ω -m)

7 PHƯƠNG PHÁP

Hợp kim 740H thể hiện cấu trúc austenit và bị cứng lại do sự kết tủa của pha gamma (γ ') Ni3 (Al, Ti, Nb). Trong quá trình xử lý nhiệt, niobi, nhôm và titan tạo thành các kết tủa gamma cần thiết để tăng cường. Cấu trúc vi mô của ống ép đùn hợp kim 740H trong dung dịch ủ và điều kiện lâu năm được thấy trong Hình 1. Các giai đoạn thứ hai được quan sát trong điều kiện này bao gồm các carbo-nitrua chính thuộc loại (Nb, Ti) (C, N), loại Cr ₂₃ C ₆ cacbua và gamma nguyên tố. Phơi nhiễm bổ sung trên phạm vi nhiệt độ dự kiến ​​cho dịch vụ A-USC chỉ phục vụ để sửa đổi số lượng tương đối của các giai đoạn tương tự. Hình 2 cho thấy hình ảnh SEM của cấu trúc vi mô của hợp kim 740H sau khi ủ dung dịch, sau đó phơi sáng trong 5000 giờ ở 1380 ° F (750 ° C).

Hình 1 Cấu trúc của dung dịch ủ và ống hợp kim 740H đã ủ. Kích thước hạt theo tiêu chuẩn ASTM số 3 - Độ phóng đại 200 lần - Thuốc thử Kallings etch.

Hình 2 Cấu trúc vi mô của hợp kim 740H sau 5000 giờ ở 1380 ° F (750 ° C). Phân tích SEM cho thấy các hạt nguyên tố gamma riêng lẻ và các cacbua ranh giới hạt.

8 ĐẶC TÍNH CƠ KHÍ

Hợp kim 740H thể hiện độ bền cao và ổn định luyện kim ở nhiệt độ cao.

Yêu cầu về tính chất cơ học theo tiêu chuẩn ASTM B983

9 ĐỔI TRẢ

Ăn mòn và chịu nhiệt

Với hàm lượng crôm cao, hợp kim 740H có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời ở nhiệt độ cao. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ống nồi hơi vì chúng bị ăn mòn bên ngoài lò sưởi và bên ngoài ăn mòn bên trong. Hợp kim 740H đã được đánh giá rộng rãi trong cả hai điều kiện.

Ăn mòn bên lò sưởi

Chìa khóa cho việc áp dụng công nghệ lò hơi siêu tới hạn (A-USC) tiên tiến là đảm bảo rằng khả năng chống ăn mòn bên lò sưởi của (các) hợp kim ống nồi hơi được chọn sẽ đảm bảo tổn thất kim loại dưới 2 mm trong 200.000 giờ ở nhiệt độ hơi hoạt động (700 ° C ở Châu Âu và Châu Á và 760 ° C ở Hoa Kỳ). Điều đặc biệt quan trọng là thực tế là ăn mòn tro than là một chức năng không chỉ của thành phần hợp kim mà còn của môi trường lò hơi về mặt hóa học than và điều kiện vận hành lò hơi. Thành phần than vì nó ảnh hưởng đến môi trường lò hơi được xem xét chính. Thật không may, thành phần than rất khác nhau ngay cả trong bốn loại than chính được công nhận khiến cho việc dự đoán tỷ lệ ăn mòn tuyệt đối, thế giới thực trở nên khó khăn nếu không muốn nói là không thể.

Than thường chứa một lượng lưu huỳnh đáng kể mà Kung đã thể hiện4 phát triển thành H2S, S2, SO2, SO3 và COS trong quá trình đốt cháy. Các thành phần than khác, chẳng hạn như clorua, đất kiềm và kiềm, hàm lượng nước và tổng hàm lượng tro cũng đóng một vai trò quan trọng trong ăn mòn lò sưởi. Các điều kiện vận hành nồi hơi, như nhiệt độ hơi nước hoạt động, nhiên liệu oxy (NOx thấp) và các chiến lược để giảm lượng khí thải, ví dụ rửa than để giảm lưu huỳnh pyritic (FeS) hoặc sử dụng đốt cháy tầng sôi bằng đá vôi để cải thiện sự hình thành SO2 trong than quá trình đốt cháy cũng ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn hợp kim.

10 HƯỚNG DẪN LÀM VIỆC

Hợp kim 740H là một siêu hợp kim cứng theo tuổi thường được cung cấp trong dung dịch ủ và điều kiện làm cứng tuổi.

Hình thành nóng

Phạm vi nhiệt độ được khuyến nghị cho các hoạt động tạo hình nóng như rèn hoặc cán nóng là từ 870 ° C (1600 ° F) đến 1190 ° C (2175 ° F).

Ủ

Thực hành ủ được mô tả trong trường hợp mã ASME 2702, trong đó chỉ định nhiệt độ tối thiểu 1100 ° C (2010 ° F), trong 1 giờ trên một inch (25,4mm) độ dày nhưng không dưới 30 phút. Phạm vi ủ có thể mở rộng tới 1160 ° C (2125 ° F). Điều kiện ủ cụ thể sẽ phụ thuộc vào hình thức sản phẩm và ứng dụng dự định. Làm nguội nước được khuyến khích sau khi ủ dung dịch,

Độ tuổi cứng

Trường hợp mã ASME 2702 cũng chỉ định thực hành làm cứng tuổi đối với hợp kim 740H. Lão hóa phải được thực hiện ở nhiệt độ từ 760 ° C (1400 ° F) đến 815 ° C (1500 ° F), trong tối thiểu 4 giờ. Thời gian lão hóa tối thiểu phải được tăng lên đối với độ dày trên 2 inch (50,8 mm) với độ dày ½ giờ trên mỗi inch độ dày bổ sung. Lão hóa sẽ được theo sau bởi làm mát không khí. Những hướng dẫn tương tự để làm cứng tuổi phải được tuân theo để xử lý nhiệt sau hàn.

11 THÔNG SỐ KỸ THUẬT TIÊU CHUẨN

Tính chất của các sản phẩm hình ống liền mạch được quy định trong tiêu chuẩn ASTM B983.

Hợp kim 740H được phê duyệt bởi Bộ nồi hơi ASME và Mã áp suất cho xây dựng Phần I (Nồi hơi công suất) theo Mã trường hợp 2702 và để xây dựng theo ASME B31.1 theo Mã trường hợp 190. Ứng suất cho phép được xác định cho nhiệt độ vận hành từ nhiệt độ đến 800 ° C (1472 ° F).

12 ƯU ĐIỂM CẠNH TRANH:

(1) Hơn 50 năm kinh nghiệm nghiên cứu và phát triển hợp kim nhiệt độ cao, hợp kim chống ăn mòn, hợp kim chính xác, hợp kim chịu lửa, kim loại quý và các sản phẩm và vật liệu kim loại quý.
(2) 6 phòng thí nghiệm trọng điểm nhà nước và trung tâm hiệu chuẩn.
(3) Công nghệ được cấp bằng sáng chế.

(4) Quá trình nấu chảy siêu tinh khiết: VIM + IG-ESR + VAR

(5) Hiệu suất cao tuyệt vời.

13 HẠN KINH DOANH