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Inconel690奧氏體鎳基高溫合金熱處理過(guò)程中碳化物析出過(guò)程和鉻貧化的研究
Inconel690是一種奧氏體鎳基合金,因?yàn)楹辖鹁哂懈叩腃r含量(28~30%)和更低的C含量(±0.05%),所以它可用于制造壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管材而取代合金600。根據(jù)對(duì)690合金耐腐蝕性能的研究,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)成為蒸汽發(fā)生器管斷裂的罪魁禍?zhǔn)祝€發(fā)現(xiàn)碳化物形貌和Cr濃度分布對(duì)SCC起決定性作用。北京科技大學(xué)材料科學(xué)系的研究人員研究了熱處理對(duì)690碳化物形貌和Cr濃度分布的影響。
研究結(jié)果表明:(1)根據(jù)典型的成核理論、Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami法則以及擴(kuò)散理論,描繪出碳化物析出過(guò)程和Cr原子從基體擴(kuò)散到晶界之間的動(dòng)態(tài)過(guò)程的內(nèi)在關(guān)系。同時(shí),碳化物平均尺寸和晶界附近Cr濃度的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。(2)根據(jù)碳化物形貌和Cr濃度分布對(duì)合金抗應(yīng)力腐蝕開裂能力的影響,認(rèn)為碳化物不連續(xù)因子小于2.2和晶界處Cr濃度高于21wt%對(duì)合金的耐腐蝕能力是必不可少的。基于這一點(diǎn),得到了690合金的一系列適用的熱處理?xiàng)l件,如700℃/9h、650℃/32h以及600℃/220h。(3)中等晶粒度接近~63.5μm有益于改善合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。另外,C含量應(yīng)接近0.02%,Cr含量在其化學(xué)成分比例中應(yīng)盡可能的高。