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600-620℃超超临界机组技术日趋成熟,开发更先进、更环保、效率更高的700℃先进超超临界火电技术(A-USC)是未来火电的发展方向。蒸汽参数提高到700℃以上,材料性能要求远远超过了铁素体钢的承受能力,机组关键部件需要利用Ni基高温合金来制造。叶片作为核心部件,各国主要候选材料有Waspaloy、Nimonic105、USC141等。本文以Waspaloy合金为研究对象,基于W、Mo复合强化理念,利用W替代Waspaloy合金中的部分Mo元素,设计了系列不同W、Mo含量配比的新型镍基合金。通过热压缩实验研究W替代Mo后合金的热加工性能变化;通过室温、高温拉伸,室温冲击,700℃持久性能测试等方法研究其力学性能;通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、化学相分析和XRD等手段对长时时效后不同W、Mo含量合金的微观组织、析出相进行表征。在热变形行为研究中,建立了合金的热变形方程和热加工图。W、Mo添加都会导致变形温区变窄,2Mo2W和2Mo4W合金都具有150℃以上的稳定变形温度区间,能够在1s-1及更大的变形速率范围内变形。等质量的W替代合金中的Mo元素,会降低合金的热激活能,合金具有更低的动态再结晶温度和更好的热加工性能。探索了W替代Mo对合金在700/750℃条件下长时时效过程中组织和性能的影响规律,并优化了合金中W、Mo的比例问题。当新型合金的W添加质量要控制在4wt.%以内,Mo控制在2wt.%左右,此时合金能保持良好的塑、韧性及持久性能匹配,进一步增加W和Mo的含量,塑韧性下降。研究了W替代Mo后,合金中析出相的变化规律。W、Mo含量对沉淀强化γ′相析出的结构和粗化速率没有明显影响。在W添加量在8%范围内,有1.6-3.2%的W原子进入γ′相中,随着时效时间增加,进入γ′相的W原子比例有增加趋势。热力学软件计算γ-γ′相的界面能约为0.05J/m2。3.5Mo8W合金中出现M6C相,在750℃时效3000h后,析出数量急剧增加,时效5000h后,部分M6C变成M12C。该合金在750℃时效1000h后开始析出μ相,并在时效5000h后,析出数量急剧增加。M6C和μ相的组成元素相同,M6C中的W、Mo含量高,μ相中Ni含量高。2Mo2W在700℃的持久性能要优于Waspaloy合金,主要是W、Mo的复合添加,合金中析出了更多的沉淀强化相γ′,同时降低了γ-γ′相的错配度和γ′相的粗化速率,增加长时服役过程中γ′相的稳定性。