离心铸造HP45NbTi炉管的对接焊接

分析了离心铸造HP45NbTi耐热合金的焊接性,采用NiR82镍基焊丝手工钨极氩弧焊打底、25-35Nb焊丝填充并盖面的焊接工艺,焊接了外径125 mm、壁厚11 mm的离心铸造HP45NbTi高温合金炉管对接接头,获得了常温和高温机械性能符合要求的焊接接头,同时观察了焊缝的微观组织,未发现任何焊接缺陷.     

新旧HP.Nb炉管焊接后剩余寿命评价

制氢转化炉在石化行业中应用广泛,作为关键设备的转化炉炉管,由于服役温度高,一般采用离心铸造的HK40或HP.Nb高温合金.当制氢转化炉炉管发生局部失效时,采用局部更换炉管方法可延长整根炉管的使用寿命.文中分别采用微观组织分级法、基于硬度测量的寿命预测方法以及Larson-Miller参数法对新旧HP.Nb炉管焊接后的寿命进行综合评价,研究结果表明新旧炉管焊接后的剩余寿命约为4.5×104 h,蠕变断裂发生在旧母材处.     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb裂解炉管的抗高温渗碳能力

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金为炉管材料对象,通过渗碳试验研究了高温(1 000和1 100 °C)下2种合金的渗碳动力学规律,采用金相和扫描电子显微镜观察分析其中Fe、Cr、Ni与Nb元素含量和渗碳层变化、组织结构及微区成分转变的情况,并对其抗渗碳能力进行分析.结果表明：Cr35Ni45Nb的抗渗碳能力比Cr25Ni35Nb更强;经2次渗碳后,2种合金试样出现了表面渗碳层剥落的现象,且Cr25Ni35Nb较为严重,并使得裂解炉管结焦而管壁变薄,从而降低了炉管的承载能力和服役寿命;合金的非渗碳层区域析出了大量弥散的碳化物,碳化物的密度随渗碳层与试样表面距离的增加而降低;在1 100 °C下,2种合金的骨架状组织形态消失,且晶界处碳化物出现了剥离.     

高温合金炉管离心铸造专用涂料研究

研究开发了具有优良工艺性能的高温合金炉管离心铸造专用涂料,与进口的ＫＯＴＥ２１３．１ 型离心铸造涂料进行了对比试验,结果表明：研制的专用涂料具有优良的工艺性能,各项技术性能指标达到或超过ＫＯＴＥ２１３．１ 涂料,可在喷涂条件下形成高质量的特种涂层,生产出可与进口炉管媲美的优质高温承压合金炉管．还对ＰＨ 涂层（表面具有均匀坑孔的特种涂层） 的形成机制进行了探讨,提出了高质量ＰＨ 涂层的结构模型与专用涂料的设计思想     

甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H合金的焊接工艺研究

甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H合金焊接时,液态金属流动性差、焊缝金属熔深浅,易产生各种焊接缺陷;其焊接接头的力学性能和耐蚀性取决于能否正确选用焊接材料、严格控制焊接热输入量以及制定合理的焊接工艺。结合甲醇装置用转化炉炉管Incoloy800H的焊接特点,通过手工钨极氩弧焊、焊条电弧焊焊接工艺试验和产品的施焊,表明所选用的焊接方法、焊接材料及焊接工艺规范正确合理。     

铁-铬-镍系耐热合金的焊接工艺分析

耐热高温合金广泛应用于航空航天、船舶等行业,其焊接技术和焊接性能一直是研究的重点.分析了铁-硌-镍系的Incoloy800耐热合金、铸造耐热不锈钢炉管(HK-40)和HP45NbTi铸造耐热不锈钢的化学成分,结合所选用的焊接材料,讨论了这三种耐热合金适宜的焊接工艺.     

结焦对HP40Nb炉管传热与机械性能的影响

利用有限元软件ABAQUS,开发了顺次耦合的热应力耦合程序,对已存在结焦层的HP40Nb合金炉管开车过程中温度场和应力场分布进行数值分析,并对乙烯裂解炉管采用停车检修时的临界结焦厚度值进行了预测.结果表明:HP40Nb合金炉管的传热性能随着结焦层的增加加速降低,最大环向应力位于结焦层与HP40Nb合金界面处,应力呈现出先增后减的变化趋势;结焦引起炉管局部径向鼓胀断裂;HP40Nb炉管需要采取清焦的临界结焦层厚度为2.3mm.     

服役TP304H炉管的焊接性性能

通过对服役2×104、3×104 h的TP304H奥氏体不锈钢炉管进行金相组织和扫描电镜观察,结果表明晶界处随服役时间的增加而逐渐聚集碳化物析出相,炉管变脆,但仍然具有可焊性.使用药芯焊丝TIG焊打底,在打底焊过程中观察不同焊接参数下的焊缝成形质量以确定合适的焊接参数.对焊接接头进行力学性能分析,结果表明:使用自保护焊丝打底的焊接接头与传统背面充氩气实芯焊丝打底的焊接接头相比,性能有所改善,可以满足生产要求.     

滚轮与型筒外圆几何误差对离心铸造型筒振动性能的影响

滚轮支承卧式炉管离心铸造机型筒的振动对炉管最终质量有较大影响,而滚轮与型筒外圆的几何误差是形成铸造型筒振动的主要因素之一。本文通过对铸造机型筒的力学分析,建立了描述滚轮与型筒几何误差的数学模型,给出了计算滚轮与型筒接触点坐标的计算方法,进而得到型筒转子受到支承滚轮的激励力随时间变化的计算模型,再应用传递矩阵法,构建了能够在考虑支承滚轮与型筒外圆几何误差的情况下对型筒振动性能进行计算的方法。通过一个具体的算例进行了计算研究,结果表明滚轮与型筒表面几何误差对型筒转子振动性能有显著的影响。     

长期高温服役CO转化炉炉管的损伤

采用光学显微镜和扫描电子显微镜,对长期高温服役CO转化炉炉管材料HP40Nb合金进行微观组织的观察和相组成的能谱分析,并在900℃条件下对炉管材料的高温力学性能进行测试。结果表明:在长期高温服役过程中,炉管已受到一定程度的损伤。HP40Nb合金晶界上存在单个和链状的蠕变孔洞及微裂纹,沿晶分布的骨架状共晶碳化物逐渐发生分解,形成蠕虫状和块状碳化物,基体中弥散析出二次碳化物。在相演变过程中,部分碳化铌(NbC)转变成富含Ni、Nb、Si的脆性G相(Ni_(16)Nb_6Si_7),G相转变过程中释放出的C元素与Cr元素结合,使得晶界处的富Cr碳化物(M_(23)C_6)数量不断增加并粗化长大。微观组织的改变、G相的形成和晶界处新析出M_(23)C_6碳化物的增加,导致材料的高温力学性能发生变化。     

高温合金炉管离心铸造专用涂料研究

研究开发了具有优良工艺性能的高温合金为这离心铸造专用涂料,与进口的ＫＯＴＥ２１３．１型离心铸造涂料进行了对比试验,结果表明：研制的专用涂料具有优良的工艺性能,各项性能指标达到或超过ＫＯＴＥ２１３．１涂料,可在喷涂条件下形成高质量的特种涂层,生产出可与进口炉管媲美的优质高温承压合金炉这, 地ＰＨ涂层（表面具有均匀坑孔扔特种涂层）的形成机制进行了探讨,提出了高质量ＰＨ涂层的结构模型与专用涂料的设计思想     

钢水流动与型筒振动耦合对离心铸造炉管壁厚的影响

建立了离心铸造炉管时的钢水流动与型筒振动的耦合模型,结合传递矩阵法,利用MATLAB编程对模型进行求解,得到了各个时刻型筒的振动和内部的钢水分布情况。计算结果表明,离心铸造时的钢水分布与型筒振动相互影响。钢水倒入型筒之后,整个系统的振动性能受到影响,包括振幅和共振转速等。型筒振动会使炉管壁厚产生不均现象:型筒的偏心量越大,炉管壁厚不均程度越严重;倒入的钢水量越大,炉管壁厚不均程度越严重。     

不同铸造方法对船用螺旋桨毂成型质量的影响

采用ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铝青铜合金为结构材料,研究3种不同铸造方法对船用桨毂组织性能的影响。结果表明,重力铸造桨毂窗口下方有大量氧化夹渣存在;低压铸造容易获得组织致密、性能优良的桨毂,但工序较多;离心铸造可获得较为致密的桨毂断面组织,二次氧化夹渣状况较重力铸造得到明显改善,但离心转速超过150r/min时,容易产生缩孔和缩松。     

电磁离心耐热管坯的实验研究

研究了电磁离心复合力场作用下获得的1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织与力学性能·实验结果表明,在离心铸造过程中施加合适强度的稳恒磁场,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的凝固组织得到明显改善,结果其冲击韧性和延伸率也相应地提高·但当磁感应强度B>0 04T后,再进一步加大磁感应强度,1Cr25Ni20Si2耐热管坯的力学性能又出现下降的趋势·通过分析得出,稳恒磁场与旋转熔体相互作用,产生电磁搅拌是耐热管凝固组织和力学性能改善的根本原因·     

自蔓延高温合成技术及发展

本文简述了自蔓延高温合成的发展历史,最新成就和各种技术。主要介绍了化合物和复杂化合物粉的合成,烧结,热致密化,铸造和离心铸造,焊接、涂层以及燃烧波和燃烧机制方面的理论研究。     

Nb 对氢在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用

采用电化学氢渗透方法研究氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 和 Fe-13Cr-6Al-2Mo-0.5Nb 合金中的扩散行为, 分析了 0.5%Nb(质量分数, 下同)对氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用. 研究结果表明: 当在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中添加 0.5%Nb 后, 合金的晶粒得到细化, 同时合金中析出大量弥散分布的细小 Fe$_{2}$Nb 相. 0.5%Nb 的添加大幅度降低了氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中的表观扩散系数, 使氢原子在合金中的扩散激活能提高了 50.3%. Nb 原子通过提高合金中的氢陷阱浓度, 有效降低了氢原子在 FeCrAlMo 基合金中的扩散速率.     

离心铸造对白口铁组织与性能的影响

通过对比的方式,研究了以同一种合金由离心铸造与静力金属型铸造所生产的两种白口铁的组织与性能。研究发现,离心铸造白口铁的碳化物呈板块状,基体组织为等轴晶,且屈氏体进一步细化;离心铸造白口铁的韧性与硬度均高于静力金属型铸造白口铁,其中韧性有显著提高。     

用符合正电子湮没技术研究Zr、Nb对NiAl合金的d电子影响

采用双探头符合技术测量Ni、Al、Zr、Nb、NiAl及Ni50Al48Zr2、Ni50Al48Nb2样品的正电子湮没辐射的多普勒展宽谱.从谱线提取正电子与样品中d电子湮没的信息,发现正电子与NiAl样品的d电子湮没信号因Ni3d-Al 3p电子杂化而相对降低,Zr、Nb的添加导致合金样品中d-d电子作用增强、谱线d电子信号增大,添加Nb的样品谱线峰高于添加Zr样品,说明Nb的加入比Zr抑制d-p电子作用效果更佳.     

含静态混合元件乙烯炉管的高温机械性能和微观组织评价

对静态铸造的含静态混合元件的乙烯炉管,进行了高温机械性能和微观组织的评价,对其材料的化学成分、高温短时拉伸性能和微观金相组织与寿命消耗分散程度等方面进行了与常规炉管的对比分析.结果表明,由于静态混合元件的使用明显降低了炉管表面温度,所以其服役寿命满足要求.     

皮带机托带滚筒结构改造

将原来的焊接式滚筒筒皮改为离心铸造式筒皮,并适当加大其筒皮的厚度,提高了滚筒的回转精度,消除了焊接内应力：由于筒皮太长,所以将两段筒皮焊接而成;再在焊接的中间部位加一段衬套组件,提高了滚筒的支撑强度;加强轮毂与筒皮的焊缝熔深,提高焊缝的强度。