Allo stato attuale, tutti i paesi stanno attivamente ricercando e sviluppando acciaio ultra-supercritico resistente al calore, nel 2007, gli Stati Uniti hanno sviluppato una piastra austenitica resistente all'usura che può formare spontaneamente una pellicola protettiva Al2O3, che prende Al2O3 come strato protettivo e può resistere temperature elevate di 650 ~ 900 gradi C e il costo è inferiore a quello delle superleghe a base di Ni. Successivamente, nel 2010, la Cina ha sviluppato con successo un'altra piastra resistente all'usura AFA attraverso l'ottimizzazione della composizione sulla composizione di base della tradizionale piastra resistente all'usura austenitica NF709, che può generare uno strato protettivo continuo e denso di Al2O3 in condizioni di vapore acqueo a 800 gradi C. .
Nel processo di funzionamento ad alta temperatura della turbina a gas utilizzata nella produzione di energia e nell'industria navale, la combustione di carburante contenente zolfo e l'ambiente salato dell'oceano depositeranno solfato, ossigeno e altri gas corrosivi sulle pale, causando un'accelerazione corrosione delle lame e fenomeni di usura. Per rendere la piastra resistente all'usura resistente alla corrosione AFA più ampiamente utilizzata, è particolarmente necessario studiarne la resistenza all'usura e il meccanismo. Rispetto alla superlega K417 a base di nichel e alla piastra resistente all'usura 316L, la nuova piastra resistente all'usura AFA ha un'eccellente resistenza al sale fuso di solfato di sodio. Limitare la diffusione dell'elemento S nella lega è utile per migliorare la resistenza all'usura della lega. A 1273K, il coefficiente di diffusione dell'S nel Co è solo la metà di quello dell'S nel Ni, indicando che il Co è vantaggioso per la resistenza all'usura della lega. Pertanto, al fine di migliorare al meglio la resistenza all'usura della nuova lamiera antiusura AFA, è necessario studiare l'influenza dell'elemento di lega Co sulla sua resistenza all'usura.
Un istituto di ricerca ha selezionato un nuovo tipo di piastra resistente all'usura AFA, la sua composizione chimica (frazione di massa,%) è Ni25.00, Cr18.00, Al3.00, Mo1. 50, Nb1.50, Si0.15, C0.08, B0.01, P0. 04, Hf0,15, Y0,01, Fe50,56.
La lega viene fusa mediante un forno ad arco sotto vuoto non consumabile. Prima della fusione, il forno ad arco viene messo sotto vuoto a una temperatura inferiore a 5×10-3Pa, riempito con argon ad elevata purezza e il lingotto di titanio ad elevata purezza viene prima fuso per assorbire l'O2 residuo. Poiché in questa lega sono presenti molti tipi di elementi, e il punto di fusione, la densità, il tasso di espansione termica e altre proprietà fisiche di ciascun elemento sono molto diversi, è necessario fondere prima la prelega nel processo di fusione: 1) Mo, Nb, C, B e una parte di Ni e Fe ad alto punto di fusione vengono posti in un crogiolo; 2) Basso punto di fusione di Al, Si e Cr, Co, Fe-P e un'altra parte di Ni, Fe in un altro crogiolo, a causa del basso punto di ebollizione di Al, è necessario evitare il surriscaldamento della fusione per evitare la combustione dell'Al. Le preleghe di cui sopra vengono fuse 4 volte ciascuna, quindi una lega viene sintetizzata e fusa 10 volte. Dopo che la lega è stata fusa e colata, il test di resistenza all'usura viene eseguito dopo il trattamento termico e il taglio del campione. I risultati mostrano che:
(1) L'aggiunta dell'elemento Co alla nuova piastra antiusura AFA può migliorare in una certa misura la resistenza all'usura del sale fuso di solfato di sodio.
(2) L'elemento Co può aumentare il contenuto relativo di Cr nella pellicola di ossido, favorire la formazione di una pellicola protettiva continua di ossido e migliorare l'adesione e la densificazione della pellicola di ossido, ritardare il tempo di rottura della pellicola di ossido ed estendere il periodo di inoculazione resistente all'usura.
(3) L'elemento Co può anche ritardare efficacemente la diffusione dell'elemento S nella piastra resistente all'usura AFA, ridurre il tasso di vulcanizzazione-ossidazione nel processo di resistenza all'usura e quindi migliorare la resistenza all'usura della lega.
