马弗炉用镍基合金高温性能试验方法

在不同试验条件下比较不同镍基耐热合金的耐高温氧化及抗碳化性能，分析不同成分体系对镍基耐热合金长期高温性能的影响。研究表明，Al、Ni 及 Cr 含量相对高的合金易形成氧化物保护膜，阻碍物质的扩散，从而提高了材料的抗高温氧化性能，同时，提高有利于晶界结合力的微量元素含量有助于提高合金的长期抗氧化、渗碳、蠕变等高温性能。

镍基高温合金具有优异的力学性能，尤其是优良的高温持久强度及抗氧化性，通常作为工业生产设备中耐长期高温的首选材料。带马弗管的立式光亮退火炉是生产不锈钢高档产品 BA 板的关键设备，炉中马弗管尺寸、质量大，工作条件恶
劣( 1 095 ～ 1 150 °C 长时间使用) ，对材料有很高的抗长期高温性能，在高温自重条件的长时间作用下马 弗 管 运 行 过 程 中 会 产 生 多 种 缺 陷 ( 如 缩颈、截面变形、鼓包等) ，因此研究此类镍基合金的耐长期高温能力具有重要意义。本文着重研究了不同合金体系对长期高温性能的影响规律，特别是材料的抗高温氧化及工作气氛中的抗渗碳能力，并对其产生的机理及对长期时效包括蠕变等性能进行了讨论，为高温设备选材提供了理论依据。

1． 1 试验材料
为比较不同成分体系对合金耐高温性能的影响程度，选取常见的两种镍基耐热合金的成分体系进行试验并比较，在实验室中热轧成 20 mm 厚度的钢板，其成分范围如表 1 所示。

试验方案
高温 氧 化 试 验 所 用 加 热 炉 为 箱 式 加 热 炉( 1 095 °C ) 和管式加热炉 ( 1 150 °C ) ，如图 1 所示。

试验前将试样在坩埚中称重。将试样加热到1 095 °C 保温 25 h 取出，空冷后称重，再将试样放到加热炉中，重复操作使总加热时间达 400 h。按同样的方法，将加热温度升高到 1 150 °C 进行试验，总加热时间达 300 h。试验完成后观察试样表面形貌，并对其在不同温度下的氧化及渗碳规律进行比较，分析其产生差异的机理，得出适于马弗炉具体使用工况的合金体系。同时，对目标合金的长期使用性能进行试验评估，预判其实际使用的服役效果。