В настоящее время все страны активно исследуют и разрабатывают сверхкритическую жаропрочную сталь, в 2007 году в США была разработана аустенитная износостойкая пластина, способная самопроизвольно образовывать защитную пленку Al2O3, которая принимает Al2O3 в качестве защитного слоя и выдерживает высокие температуры 650 ~ 900 градусов C, а стоимость ниже, чем у суперсплавов на основе Ni. Впоследствии, в 2010 году, Китай успешно разработал еще одну износостойкую пластину AFA путем оптимизации состава на основе базового состава традиционной аустенитной износостойкой пластины NF709, которая может создавать сплошной плотный защитный слой Al2O3 в условиях водяного пара при температуре 800 градусов C. .
В процессе высокотемпературной работы газовой турбины, используемой в энергетике и судостроении, при сгорании серосодержащего топлива и соленой среды океана на ее лопатках будет откладываться сульфат, кислород и другие агрессивные газы, что приведет к ускорению коррозия лезвий и явление износа. Чтобы обеспечить более широкое применение коррозионностойкой износостойкой пластины AFA, особенно необходимо изучить ее износостойкость и механизм. По сравнению с суперсплавом K417 на основе никеля и износостойкой пластиной 316L, новая износостойкая пластина AFA обладает превосходной стойкостью к расплавленной соли сульфата натрия. Ограничение диффузии элемента S в сплаве полезно для улучшения износостойкости сплава. При 1273K коэффициент диффузии S в Co составляет лишь половину от коэффициента диффузии S в Ni, что указывает на то, что Co положительно влияет на износостойкость сплава. Следовательно, чтобы лучше повысить износостойкость новой изнашиваемой пластины AFA, необходимо изучить влияние легирующего элемента Co на ее износостойкость.
Научно-исследовательским учреждением выбран новый тип износостойкой пластины АФА, ее химический состав (массовая доля, %) Ni25.00, Cr18.00, Al3.00, Mo1. 50, Nb1.50, Si0.15, C0.08, B0.01, P0. 04, Hf0,15, Y0,01, Fe50,56.
Сплав выплавляется в неплавящейся вакуумно-дуговой печи. Перед плавкой дуговую печь вакуумируют до давления ниже 5×10-3Па, наполняют аргоном высокой чистоты, а слиток титана высокой чистоты сначала выплавляют, чтобы поглотить остаточный O. Поскольку в этом сплаве содержится много элементов, а температура плавления, плотность, скорость теплового расширения и другие физические свойства каждого элемента совершенно различны, то в процессе плавки необходимо сначала расплавить предварительный сплав: 1) Mo, Nb, C, B и часть Ni и Fe с высокой температурой плавления помещают в тигель; 2) Низкая температура плавления Al, Si и Cr, Co, Fe-P и еще части Ni, Fe в другом тигле, из-за низкой температуры кипения Al следует не допускать перегрева плавления во избежание горения Al. Вышеуказанные предсплавы плавят по 4 раза каждый, а затем синтезируют и плавят один сплав 10 раз. После того как сплав расплавлен и отлит, испытания на износостойкость проводятся после термообработки и резки образца. Результаты показывают, что:
(1) Добавление элемента Co в новую изнашиваемую пластину AFA может в определенной степени улучшить износостойкость расплавленной соли сульфата натрия.
(2) Элемент Co может увеличить относительное содержание Cr в оксидной пленке, способствовать образованию непрерывной защитной оксидной пленки, улучшить адгезию и уплотнение оксидной пленки, задержать время разрыва оксидной пленки и продлить срок службы. износостойкий период прививки.
(3) Элемент Co также может эффективно задерживать диффузию элемента S в износостойкой пластине AFA, снижать скорость вулканизации-окисления в процессе износостойкости и, таким образом, улучшать износостойкость сплава.
