《超（超）臨界機組鍋爐受熱面安全及壽命管理》是依託大連理工大學,由李廷舉擔任醒目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：超（超）臨界機組鍋爐受熱面安全及壽命管理
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：李廷舉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著國內外超超臨界(USC)電站的不斷建設，迫切需要研發新一代先進USC電站用新型金屬材料，迫切需要掌握超超臨界(USC)電站關鍵金屬材料部件特性及長期高溫高壓服役下的組織變化規律和預期使用壽命評估。本課題將開發能夠滿足新一代700℃以上等級的USC電站用新型多主元合金，使用電渣重熔電磁連鑄技術直接成型高溫高壓部件，探討其高溫高壓條件下的組織、性能變化規律，為新型多主元合金在USC電站上的大規模工業化套用奠定基礎。通過對新型多主元合金及現有USC電站用典型金屬材料P92、Super304H和HR3C鋼的特性及其長期高溫高壓服役下的顯微結構的研究，結合基於Z參數的服役條件-持久強度-可靠度干涉模型（SCRI模型），提出在考慮實際工況和構件材料性能分布條件下計算鍋爐受熱構件壽命及可靠度的流程與方法，建立USC電站使用的典型金屬材料和新一代700℃以上等級的多主元合金使用壽命可靠性評估模型。
結題摘要
超（超）臨界鍋爐技術的發展和利用是我國電力產業實現綠色可持續發展的關鍵技術，材料的性能和穩定性是保證超超臨界鍋爐正常運行的基礎條件。此項目致力於研發新一代USC電站機組鍋爐材料，並建立超超臨界條件下材料的組織變化規律、高溫氧化及老化機制。 項目系統的研究了高熵合金的相組成與性能關係，首次提出使用原子尺寸差δ，混合焓ΔHmix和價電子濃度VEC預測純單相固溶體結構的高熵合金的形成規律，提出高熵合金中拓撲密排相的預測模型。並以此設計出同時具有高壓縮強度和塑性的高熵合金。如AlCoCrFeNiV0.2合金在常規鑄造條件下即可得到內部納米晶調幅組織；AlCrFeNiMo0.2合金可得到無序BCC結構與有序BCC結構的雙相共晶組織。由此提出共晶高熵合金的設計思想，成功設計出具有高拉伸性能的AlCoCrFeNi2.1合金，其具有均勻細小、片層厚度為1-3微米的片層狀共晶組織，並成功製備了大尺寸公斤級鑄錠。 使用自行設計成分的高熵合金與目前超超臨界機組用鋼材進行性能對比發現： 1、Al0.4CoCrFeNi的應力-蠕變速率與HR3C相近，高熵合金具有綜合的高溫性能；2、高熵合金AlxCoCrFeNi在600℃/25MPa超臨界水中體現出良好的抗氧化性能；3、對HR3C鋼中σ相的析出行為進行了系統研究，發現σ相是造成HR3C鋼性能衰減的主要原因，並提出了相應解決方案；4、根據不同蠕變模型，利用傳統TTP參數法及應力鬆弛方法，建立P92、HR3C、Super304H及AlxCoCrFeNi的壽命預測模型；5、在無硫氣氛及SO2氣氛下，CoCrFeNiTi0.5高熵合金的耐蝕性均優於Super304H及HR3C鋼材。
