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GH984是一种Ni-Fe基高温合金,具有优异的长期持久强度、抗氧化腐蚀性能、组织稳定性和加工性能,在GH984变形合金基础上发展出一种新型Ni-Fe基铸造高温合金,将为我国700oC超超临界电站汽轮机气缸和阀体等大型铸件提供高温合金材料,已成为候选材料之一。考虑到新型Ni-Fe基铸造合金与GH984变形合金的微观组织的显著差异(包括成分偏析、晶粒度、晶界特征等),而P对铸造高温合金组织特征和力学性能的影响规律尚不明确,研究P元素添加对在GH984变形合金基础上发展出的新型Ni-Fe基铸造高温合金组织和力学性能的影响规律,明确P元素在Ni-Fe基铸造高温合金中的作用,可以为新型Ni-Fe基铸造高温合金成分优化和铸造高温合金成分设计提供实验依据和理论基础。论文主要研究结果如下:研究了P元素添加对一种700oC先进超超临界电站汽轮机气缸和阀体用新型Ni-Fe基铸造高温合金组织特征和力学性能的影响。结果表明:P元素的添加使合金枝晶组织粗化且合金元素偏析程度增大。经标准热处理后,合金的主要析出相为γ′相、MC型碳化物、M23C6型碳化物和Ti(C,N)型碳氮化物。P元素添加对析出相类型无明显影响,却使晶界M23C6型碳化物明显增多。合金的拉伸强度和屈服强度随P元素的加入无明显变化,但降低合金的拉伸塑性。合金在700oC/400MPa条件下的持久寿命和塑性明显降低。合金力学性能的变化被归因于枝晶粗化和偏析程度增加引起的晶界和枝晶间强度降低。K984G-1合金与K984G-2合金在800oC、850oC和900oC的氧化过程主要分俩部分:第一部分氧化力学规律较抛物线规律有所偏离,这可能是与合金中Cr元素含量过高,氧化初期Cr3+扩散过快有关,其高温氧化过程主要受Cr3+在以Cr2O3为主的氧化膜中的扩散控制;第二部分氧化动力学规律比较符合立方规律。合金在添加P后,合金氧化速率明显增加。这是因为P元素的加入促进了Cr元素则向枝晶干偏析,致使合金表面氧化膜的主要形成元素分布更加不均匀,同时P元素的加入有可能提高了Cr3+的扩散系数,导致合金的氧化增重明显增加。此外,添加P后,合金氧化激活能增加,抗氧化性能降低。K984G-1合金与K984G-2合金分别在650oC、700oC、725oC和750oC温度下时效500h、1000h、3000h和5000h后,两种合金的组织并无明显区别,主要析出相有γ′相、Ti(C,N)型碳氮化物、MC型碳化物、不连续和碎片状M23C6型碳化物和针状σ有害相。