随着全球核能源的飞速发展,对核电装备关键部件用材料高温性能提出了更高要求,且我国的蒸汽发生器用管材基本依赖进口,因此研发具有自主知识产权的传热管材迫在眉睫。本课题组通过前期大量实验研究以及理论分析,在传统传热管用材料800 H合金的基础上,加入适量的Nb元素以代替Ti元素形成更加稳定弥散的碳化物,加入适当的Al元素以增强合金高温抗氧化性能,设计了耐热合金CHDG-B06系列,并制备了CHDG-B06-1（Fe-30Ni-18Cr-0.4Nb-2Al）和CHDG-B06-2（Fe-30Ni-18Cr-0.4Nb-3Al）两种合金。采用氧化增重法研究合金氧化动力学和热力学规律,借助SEM、EDS、XPS以及XRD等表征手段,对两种合金不同氧化条件下的氧化膜进行研究,并系统研究该类新型耐热合金高温抗氧化机理。主要研究结果如下:1.确定CHDG-B06-1与CHDG-B06-2合金固溶处理参数分别为1100℃保温30min、1150℃保温45 min;此固溶处理后合金抗拉强度分别为562 MPa、575 MPa;维氏硬度分别为177、180;晶粒度级别均为5.5;晶粒均无明显异常长大现象;晶粒内与晶界上大块第二相均明显减少,合金成分较为均匀。2.CHDG-B06-1和CHDG-B06-2合金在三个温度700℃、800℃和900℃下氧化500 h过程中,氧化膜均无剥落现象,氧化动力学曲线整体遵循抛物线规律。CHDG-B06-1合金在三个氧化温度最终增重分别为0.0661 mg/cm²、0.129 mg/cm²、0.414 mg/cm²;CHDG-B06-2合金最终氧化增重分别为0.0354 mg/cm²、0.0778 mg/cm²、0.2811 mg/cm²,两种合金700℃及以上温度的抗氧化性能均优于800 H合金,其中CHDG-B06-2合金氧化增重明显少于CHDG-B06-1合金,抗氧化性能更优。900℃氧化前期两种合金均增重明显,0²0 h近似直线增长,随后增重幅度减缓。合金CHDG-B06-1与CHDG-B06-2氧化激活能分别为Q_B06-1=165.7KJ/mol、Q_B06-2=183.2KJ/mol。氧化速率K⁺均小于0.1,属于完全抗氧化级别。3.CHDG-B06-1和CHDG-B06-2合金氧化试验过程中氧化膜均保持完整,700℃下两种合金氧化膜均为双层结构,包含靠近基体的Al₂O₃膜层和外层富Cr,Fe的混合氧化层。800℃和900℃时,氧化膜层分为内氧化层的Al₂O₃、亚表层的富Cr,Fe的混合氧化层及少量Mn的氧化物,和外表层的尖晶石结构氧化物组成,其中CHDG-B06-1合金氧化膜表层为FeCr₂O₄尖晶石氧化物,CHDG-B06-2合金氧化膜表层为Fe（Al,Cr）₂O₄的混合尖晶石氧化物。900℃时,CHDG-B06-1和CHDG-B06-2合金氧化膜-基体界面处均出现棒状和块状AlN。试验数据和结果分析表明,经过成分优化的CHDG-B06系列合金基础力学性能满足传热管用材料规定要求,高温氧化性能明显优于传统传热管用800 H合金,其中C含量在一定范围内下降有利于减少大块难溶第二相使合金组织均匀化,Al含量在一定范围内增多可以显著提高合金高温抗氧化性能。