馬弗爐用鎳基合金高溫性能試驗方法

在不同試驗條件下比較不同鎳基耐熱合金的耐高溫氧化及抗碳化性能，分析不同成分體系對鎳基耐熱合金長期高溫性能的影響。研究表明，Al、Ni 及 Cr 含量相對高的合金易形成氧化物保護膜，阻礙物質的擴散，從而提高了材料的抗高溫氧化性能，同時，提高有利于晶界結合力的微量元素含量有助于提高合金的長期抗氧化、滲碳、蠕變等高溫性能。

鎳基高溫合金具有優異的力學性能，尤其是優良的高溫持久強度及抗氧化性，通常作為工業生產設備中耐長期高溫的首選材料。帶馬弗管的立式光亮退火爐是生產不銹鋼高檔產品 BA 板的關鍵設備，爐中馬弗管尺寸、質量大，工作條件惡
劣( 1 095 ～ 1 150 °C 長時間使用) ，對材料有很高的抗長期高溫性能，在高溫自重條件的長時間作用下馬 弗 管 運 行 過 程 中 會 產 生 多 種 缺 陷 ( 如 縮頸、截面變形、鼓包等) ，因此研究此類鎳基合金的耐長期高溫能力具有重要意義。本文著重研究了不同合金體系對長期高溫性能的影響規律，特別是材料的抗高溫氧化及工作氣氛中的抗滲碳能力，并對其產生的機理及對長期時效包括蠕變等性能進行了討論，為高溫設備選材提供了理論依據。

1． 1 試驗材料
為比較不同成分體系對合金耐高溫性能的影響程度，選取常見的兩種鎳基耐熱合金的成分體系進行試驗并比較，在實驗室中熱軋成 20 mm 厚度的鋼板，其成分范圍如表 1 所示。

試驗方案
高溫 氧 化 試 驗 所 用 加 熱 爐 為 箱 式 加 熱 爐( 1 095 °C ) 和管式加熱爐 ( 1 150 °C ) ，如圖 1 所示。

試驗前將試樣在坩堝中稱重。將試樣加熱到1 095 °C 保溫 25 h 取出，空冷后稱重，再將試樣放到加熱爐中，重復操作使總加熱時間達 400 h。按同樣的方法，將加熱溫度升高到 1 150 °C 進行試驗，總加熱時間達 300 h。試驗完成后觀察試樣表面形貌，并對其在不同溫度下的氧化及滲碳規律進行比較，分析其產生差異的機理，得出適于馬弗爐具體使用工況的合金體系。同時，對目標合金的長期使用性能進行試驗評估，預判其實際使用的服役效果。