为钢铁穿上“金钟罩”:镍基合金增材修复技术让服役管道重获新生
2026-07-21 16:18:26 作者:本网整理 来源:网络 分享至:

 

 

在能源领域

燃煤发电

依然占据着举足轻重的地位

为了实现节能减排

超超临界发电技术成为主流

它通过提升蒸汽的温度

和压力来提高效率

然而

这对锅炉内部的管道材料

提出了极为严苛的考验


广泛应用于锅炉中的

12Cr1MoV低合金耐热钢管

在长期高温、高压

以及烟煤灰冲刷

蒸汽腐蚀的“围攻”下

管壁会逐渐减薄

如同被岁月侵蚀的盾牌

存在巨大的安全隐患

传统的热喷涂技术虽能延寿

但涂层易脱落的弱点

始终是个难题


 

 


 

 

 

PART 1


革命性的“CMT”

冷金属过渡焊技术


内蒙古科技大学

王文君研究团队

另辟蹊径

采用一种

名为 “冷金属过渡焊”(CMT)

先进增材技术

为这些老旧管道

穿上了一层高性能的“金钟罩”

Inconel 625镍基合金


CMT技术以其低热输入

和精确控制的特点

能在不损伤基体的前提下

Inconel 625合金丝材

一层层地“生长”在管道表面

形成结合强度极高的致密保护层

这不仅修复了减薄的管壁

更从根本上提升了其耐高温

耐磨损和抗腐蚀的能力


 

PART 2


时效考验

微观世界的“强”与“韧”



为了模拟管道

在锅炉内部长期服役的环境

科研人员将这种“钢铁复合体”

置于675℃的高温下

进行了长达3000小时的时效处理

这场“时间的考验”

揭示了其内部微观组织演变的奥秘


Inconel 625堆焊层中

随着时效的进行

微观世界上演了一场“相变芭蕾”

最初

焊态下的主要析出相是MC型碳化物

随着时间推移

新的“舞者”纷纷登场:

M23C6碳化物、针状的δ

以及微小的γ''颗粒相继析出


这些新生成的“硬汉”

极大地提升了

堆焊层的硬度和抗拉强度

如同在金属基体中

嵌入了无数微小的“钢筋”

起到了显著的沉淀强化作用

这有效抑制了

长期服役过程中管道强度的退化

为延长水冷壁寿命

提供了坚实的数据支撑



然而

事物总有两面性

随着时间进一步延长

大量的δ相持续析出并粗化

这种硬脆的相虽然增加了硬度

却像材料内部的“微小裂纹”

降低了基体的连续性

导致材料的塑性下降

拉伸试验表明

堆焊层和母材本身

仍保持韧性断裂

但两者结合的熔合线附近

却成为了薄弱环节

表现为脆性断裂


这项研究表明

利用CMT技术

12Cr1MoV钢表面

增材Inconel 625合金

是一条极具前景的

管道修复与性能提升之路

它通过巧妙的材料组合

和先进的制造工艺

为老旧电站的延寿和安全运行

提供了一种

可靠且经济的解决方案

让服役多年的管道重焕生机

继续在能源战线上贡献力量

相关成果发表于矿冶期刊

有色金属(中英文)

该研究获得自治区自然科学基金项目支持

 

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