熱處理對Inconel 690合金耐磨鋼板晶粒變化和晶界析出物的影響

  近30年來,為提高核電站蒸汽發生器換熱管的可靠性,避免因早期應力腐蝕泄漏,逐步用Inconel 690合金耐磨鋼板替代Inconel 600合金耐磨鋼板。Inconel 690合金耐磨鋼板的熱(re)(re)處(chu)理(li)一(yi)般(ban)為固溶(rong)處(chu)理(li)+特殊熱(re)(re)處(chu)理(li)(TT處(chu)理(li)),在生產和使(shi)用過程(cheng)中,該(gai)材料(liao)沿晶界分(fen)布或析(xi)出碳(tan)化(hua)物(wu)。有資料(liao)表明,在碳(tan)化(hua)物(wu)沿晶界析(xi)出過程(cheng)中,特別是Cr23C6在析(xi)出過程(cheng)中會造(zao)成(cheng)晶界附近貧(pin)鉻,當(dang)鉻含(han)量低于一(yi)定值后造(zao)成(cheng)晶間(jian)腐蝕和應力腐蝕。本文主(zhu)要研究Inconel 690合金耐磨鋼板(ban)經(jing)不同溫度和時間(jian)固溶(rong)和TT處(chu)理(li)后晶界析(xi)出物(wu)大小、形貌和分(fen)布特征(zheng)。

  樣品材料采用(yong)真空感應(ying)+電渣(zha)重熔工藝生產(chan)冶煉,經擠壓(ya)、冷(leng)(leng)拔、冷(leng)(leng)軋至Φ19.05mm×1.09mm,其主(zhu)要化學成分(質量分數(shu),%)為(wei):0.22Mn,0.02C,0.06Si,9.48Fe,60.10Ni,29.51Cr,0.30Ti,0.27Al,0.002S,0.005P等。對冷(leng)(leng)軋后的Inconel 690合(he)金(jin)耐磨(mo)鋼(gang)板進行不同溫度(du)的固(gu)溶處理(li)及TT處理(li),固(gu)溶處理(li)溫度(du)為(wei)950、1000、1050、1100和1150℃,保(bao)溫5min,水冷(leng)(leng)。TT處理(li)工藝分別為(wei)600℃×12h、700℃×12h、700℃×24h、700℃×48h、700℃×96h、800℃×12h、800℃×24h、800℃×48h,冷(leng)(leng)卻方式為(wei)水冷(leng)(leng)。

  Inconel 690合金耐磨鋼板(ban)固(gu)溶處(chu)理后的(de)(de)組織(zhi)為(wei)奧氏(shi)體+少量的(de)(de)碳化物+微(wei)量的(de)(de)Ti(C,N)。當(dang)(dang)固(gu)溶溫度低于1100℃時(shi),晶(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸變化不大(da),當(dang)(dang)固(gu)溶溫度超過1150℃時(shi),晶(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸迅速增加。因此耐磨鋼板(ban)固(gu)溶處(chu)理溫度建(jian)議在1100℃以下。晶(jing)(jing)界的(de)(de)顆粒(li)主(zhu)要為(wei)沿晶(jing)(jing)界析(xi)出的(de)(de)Ti(C,N)和(he)(he)M23C6,其數量和(he)(he)尺(chi)寸隨TT處(chu)理溫度的(de)(de)升高(gao)和(he)(he)保溫時(shi)間的(de)(de)延長(chang)而增加,主(zhu)要呈斷續和(he)(he)半(ban)連續狀(zhuang)分布。