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循环流化床锅炉燃烧系统用新型奥氏体耐热钢应用试验研究
中文名称: 循环流化床锅炉燃烧系统用新型奥氏体耐热钢应用试验研究
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论文编号: 3406475收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Application Study on the New Austenitic Heat-Resistance Steel Used in CFB Boiler Burning System
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 材料工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: CFB电站锅炉燃烧系统 353MA合金 氧化动力学 Cr_2O_3氧化膜 二次碳化物 循环流化床锅炉 燃烧系统
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:新建工厂设备高温结构件的寿命和现役工业装置残余寿命评估是生产厂家所关心的现实问题。进行高温寿命预测评估需研究暂态氧化与转化为稳态氧化的行为及稳态氧化膜的生长速度规律,分析合金基体成膜元素的贫化行为,为此采用恒温氧化确定氧化遵从的时间定律和氧化速度常数,这类问题称为氧化动力学;而合金中成膜元素在膜下界面区的贫化直接影响到保护性氧化的持久稳定性和自愈能力。另一个问题是煤燃烧与综合利用中的高温氧化,其中循环流化床(CFB)电站锅炉燃烧系统或流化床垃圾焚烧炉燃烧系统中冲蚀及高温氧化尤其受到关注。 本文对CFB电站锅炉燃烧系统高温构件用材353MA合金(0.05C-35Ni-25Cr-N-Ce)进行了高温氧化动力学实验研究和动力学理论计算,分析了氧化膜的变化,利用TEM和相关实验装置研究了显微组织变化对合金力学性质及抗氧化性的影响,并对合金的高温寿命和服役可靠性进行了预测评估。 结果表明,353MA合金在高温下具有选择性氧化特征,合金元素Cr优先进行选择性氧化,形成均匀致密Cr2O3氧化膜,具有保护性。其机理是基体中Cr3+向外表面扩散,O2-从外向表面扩散,形成氧化膜并随时间增厚。合金在900、1100和1200℃氧化动力学呈抛物线规律,温度不同抛物线形态不同,氧化机制可能有所转变。通过各种途径获得的热力学参数和Arrhennius参数,根据Arrhennius方程理论计算出氧化速率常数Kn,两者比较一致。 本文采用XRD分析氧化膜组成,低温时主要是Cr2O3,并含有少量的NiO·Cr2O4和FeO·Cr2O3,高温时Cr2O3和CrO3并存;利用(△m2)-t曲线求出353MA合金氧化反应速率常数KP1,KP2,并与Cr2O3膜生长速率常数K比较,表明该合金高温氧化主要受Cr2O3膜的生长过程控制,这与热力学分析结果一致。采用TEM研究了高温氧化过程折出的二次碳化物Cr23C6和Cr6C,时效折出的二次碳化物能够补偿氧化贫Cr引起的硬度下降,并能阻止晶界滑移,有利于抗蠕变断裂;但过量的折出将对抗氧化性不利。 本文对353MA合金进行高温寿命预测评估主要采用恒温氧化确定遵从的时间规律和氧化速率常数,并分析了合金基体成膜元素的贫化行为,研究结果表明,353MA合金属于完全氧化级(GB/T13303-1991标准规定),能够满足CFB电站锅炉燃烧系统长期运行温度及启动时最高温度下质量保证期为6年、启动总时间约1200小时的要求。
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