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目前,石油、煤炭等化石燃料被过度消耗,造成严重环境污染。为此,各国都在积极发展核电技术。而我国的核电发展长期受制于国外先进传热管材的垄断影响。本课题组根据多年对不锈钢方面研究的经验,以及传热管材的服役条件,研究开发了三种新材料:CHDG-A03、CHDG-B02、CHDG-B03。通过对合金元素的调整,希望得到一种性能上能够达到或者超越国外同类钢种的新型合金。本文从三种合金的固溶组织、高温拉伸性能、蠕变试验、蠕变组织和断口形貌等角度对这三种合金的高温蠕变性能做了对比分析。 三种合金的固溶组织分析表明:三种合金都是单相奥氏体组织,CHDG-A03合金基体上分布着大量的孪晶,晶界和晶内只存在少量的析出相TiN。CHDG-B02合金的晶内和晶界上均匀分布着大量的析出相。晶界分布着不连续长条状的(CrFe)23C6,晶内弥散分布的析出相为NbC。CHDG-B03在晶界和晶内的析出相的数量比CHDG-B02更少,而且更加细小。合金晶内的析出相为Nb的金属间化合物。而合金晶界处的析出相为M23C6型化合物。 三种合金的高温拉伸试验表明:在室温条件下,CHDF-B02合金和CHDF-B03合金的抗拉强度几乎相同,但是都高于CHDG-A03,且高于同类材料的ASME标准的最低值。在600℃条件下,CHDG-B03合金的抗拉强度和屈服强度分别为509MPa、281MPa,都高于CHDG-A03合金的384MPa、141MPa、CHDG-B02合金的476MPa、246MPa,而且合金的断后延伸率也有所提高。 在600℃条件下,对三种合金进行蠕变试验,结果表明: CHDG-B03合金的蠕变强度比CHDG-A03和CHDG-B02更高。σ6001×10-5为352MPa,而CHDG-A03和CHDG-B02合金只有153MPa、312MPa。CHDG-A03合金的晶界存在大量的空洞,有些空洞已经联接成微裂纹。晶界和晶内分散着许多析出相TiN。CHDG-B02合金晶界和晶内的析出相都大大减少,但是晶界仍存在少量的空洞。对基体上的析出相进行能谱分析,该析出相为Nb的化合物。CHDG-B03合金晶粒内部的析出相很少,析出相主要存在于晶界上。晶界和晶内的析出相都含有Nb的化合物和(Cr, Fe)23C6化合物。CHDG-A03合金的蠕变断裂属于穿晶断裂,可以看到明显的韧窝。CHDG-B02合金和CHDG-B03合金的断口都呈现岩石状花样的沿晶断裂,CHDG-B02合金的晶粒表面存在许多析出相,CHDG-B03合金晶粒表面相对光滑,但是部分断裂区域出现解理断裂形式。