為提高燃煤電廠的熱效率，降低環(huán)境污染和提高資源利用率，發(fā)展超超臨界電站成為行之有效的措施之一。燃煤電廠熱效率的提高主要是通過(guò)提高蒸汽參數(shù)，即蒸汽溫度和壓力。而蒸汽參數(shù)的提升對(duì)材料的高溫持久性能提出了更高的要求。當(dāng)蒸汽溫度達(dá)700℃或更高時(shí)，傳統(tǒng)的鐵素體鋼和新型奧氏體鋼已不能滿足使用要求，必須采用鎳基耐熱合金。
Haynes282合金是一種時(shí)效強(qiáng)化型鎳基耐熱合金，該合金具有較高的高溫蠕變強(qiáng)度、應(yīng)變時(shí)效斷裂強(qiáng)度和較好的熱穩(wěn)定性而被選為700℃先進(jìn)超超臨界機(jī)組候選材料之一。目前，國(guó)外的報(bào)道多集中在對(duì)其抗蒸汽氧化性、焊接性以及疲勞性能等方面的研究上，對(duì)合金時(shí)效過(guò)程中組織演變及力學(xué)性能的變化研究和報(bào)道較少?？蒲腥藛T研究了282合金在700℃下長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中的組織和力學(xué)性能變化，并分析了組織變化對(duì)力學(xué)性能的影響。
試驗(yàn)材料采用25kg真空冶煉法，均勻化退火后，鍛造成Φ16mm的圓棒。試驗(yàn)材料經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理（1120℃×2h，空冷+1010℃×2h空冷和788℃×8h，空冷）后，在700℃下分別進(jìn)行100、300、1000、3000h時(shí)效處理。
時(shí)效后的金相試樣經(jīng)打磨、拋光后，用60%HNO3水溶液電解，隨后進(jìn)行微觀組織觀察并結(jié)合能譜分析確定析出相元素分布情況。觀察析出相形貌并確定析出相種類，測(cè)量硬度值，并測(cè)試合金室溫沖擊吸收能量。最后對(duì)時(shí)效試樣進(jìn)行微細(xì)相分析，將試樣進(jìn)行電解萃取，逐一分離出不同的析出相，進(jìn)行XRD分析和化學(xué)定量分析。試驗(yàn)結(jié)果如下：
?。?）隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，Haynes282合金晶界M23C6型碳化物和晶內(nèi)MC型碳化物發(fā)生長(zhǎng)大。γ'相隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，長(zhǎng)大緩慢，3000h時(shí)效后仍呈球形，細(xì)小彌散地分布在基體中。
（2）標(biāo)準(zhǔn)熱處理態(tài)的合金沖擊吸收能量為20.5J，隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，沖擊吸收能量迅速下降，300～3000h之間，合金沖擊吸收能量保持在10J左右。晶界處連續(xù)分布的M23C6型碳化物是造成282合金沖擊吸收能量較低的重要原因。增加時(shí)效時(shí)間，晶界碳化物粗化長(zhǎng)大，導(dǎo)致282合金沖擊吸收能量逐漸降低。
?。?）282合金硬度隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，合金的硬度值較低，時(shí)效100h后，硬度值從標(biāo)準(zhǔn)熱處理態(tài)的272HBS顯著上升到342HBS，時(shí)效300～3000h硬度值有所增長(zhǎng)，但趨勢(shì)緩慢。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)熱處理態(tài)γ'相含量較低，合金硬度較低，長(zhǎng)期時(shí)效后，γ'相含量增大且顆粒長(zhǎng)大較明顯，故使合金硬度增大。