鎳基合金晶界貧鉻區演變的動力學模擬和試驗驗證

  晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)是(shi)核電蒸汽(qi)發生器(qi)用690合金傳熱管的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)腐蝕(shi)(shi)形式之一。690合金是(shi)一種鉻(ge)的(de)(de)(de)質量分(fen)數約(yue)為30%的(de)(de)(de)奧(ao)氏體型鎳基耐蝕(shi)(shi)合金。國內(nei)外(wai)學(xue)者對(dui)其組織演(yan)變(bian)和晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)機理的(de)(de)(de)研究結(jie)果(guo)表明,690合金的(de)(de)(de)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)主(zhu)要(yao)由一定(ding)條件下晶(jing)界快速(su)析(xi)出(chu)富Cr碳化物造成的(de)(de)(de)晶(jing)界貧Cr而引起。由于690合金中(zhong)碳化物析(xi)出(chu)涉及復雜的(de)(de)(de)多元(yuan)相(xiang)平衡(heng)及多元(yuan)相(xiang)擴散問題(ti),對(dui)其晶(jing)界貧Cr行(xing)為的(de)(de)(de)動力學(xue)演(yan)變(bian)規律研究主(zhu)要(yao)以(yi)試(shi)驗測量的(de)(de)(de)方式進行(xing)。

  科研人(ren)員利用Thermo-Calc、DICTRA軟(ruan)件及其數據(ju)庫,建立(li)碳化物長(chang)大-Cr原子擴散模(mo)型,進行鎳基690合金晶(jing)界(jie)貧Cr區(qu)演變的(de)(de)動力學模(mo)擬研究(jiu),并(bing)與掃描透(tou)射電子顯微分析和(he)能譜(pu)分析技術(shu)得到的(de)(de)合金晶(jing)界(jie)Cr含量實測值相比較(jiao),驗證模(mo)型的(de)(de)合理(li)性。

  結(jie)果表明:600~800℃敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)范圍內進行等溫(wen)處理時,敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)初(chu)(chu)期M23C6顆(ke)粒長(chang)大(da)速度(du)快(kuai),尺(chi)寸(cun)迅速增大(da);一定時間后長(chang)大(da)速度(du)急劇(ju)下降,尺(chi)寸(cun)增速減緩直(zhi)至M23C6顆(ke)粒達到(dao)(dao)穩定的(de)尺(chi)寸(cun)。等溫(wen)條件下晶(jing)(jing)界Cr含(han)量(liang)變化(hua)(hua)(hua)(hua)與(yu)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)時間密切相關(guan),敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)初(chu)(chu)期碳化(hua)(hua)(hua)(hua)物快(kuai)速長(chang)大(da)是影響晶(jing)(jing)界附近最(zui)低(di)Cr含(han)量(liang)的(de)主要原因;而(er)隨著敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)時間延長(chang),晶(jing)(jing)內Cr原子(zi)向貧Cr區的(de)擴散愈(yu)加充分,貧Cr區最(zui)低(di)Cr含(han)量(liang)逐(zhu)漸提高。該模(mo)型計算得(de)到(dao)(dao)的(de)晶(jing)(jing)界附近最(zui)低(di)Cr含(han)量(liang)值(zhi)(zhi)接近實測(ce)值(zhi)(zhi),該模(mo)型可準(zhun)確預(yu)測(ce)不同敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中的(de)晶(jing)(jing)界附近最(zui)低(di)Cr含(han)量(liang)。