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Incoloy800铁镍铬基高温合金晶界工程工艺优化
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-06-06
Incoloy800是一种铁镍铬基高温合金，由于其具有高蠕变断裂强度，良好的可焊性，耐应力腐蚀开裂性能，被广泛应用在石油加工中的热交换器、常规电站和核电工业中的传热管、热交换器、蒸汽发生器和过热器件等。
Incoloy800是一种铁镍铬基高温合金，由于其具有高蠕变断裂强度，良好的可焊性，耐应力腐蚀开裂性能，被广泛应用在石油加工中的热交换器、常规电站和核电工业中的传热管、热交换器、蒸汽发生器和过热器件等。晶界工程（ grain boundary engineering）是近三十年来发展起来的一项技术。在晶界工程研究中，广泛使用的是重位点阵模型。重位点阵，即CSL（coincidence site lattice）点阵。低重位点阵晶界被定义为低层错能晶界，而剩余的其它高层错能晶界被称为随机晶界，低ΣCSL晶界必须符合Σ≤29。
低ΣCSL晶界比例的多少是衡量材料晶界特征分布的重要指标。一般材料的低ΣCSL晶界比例提高后，就意味着材料的晶界特征分布得到了优化。许多材料经晶界工程处理后，耐应力开裂和晶间腐蚀，以及延展性都会得到显著改善。因此，研究人员试图通过采用合适的形变和退火工艺，以提高Incoloy800合金中的低ΣCSL晶界比例，优化其分布，改善材料与晶界有关的多种性能。
实验材料为商业用核电蒸汽发生器传热管所用的Incoloy800合金。用线切割机割出厚度为1.5mm的板，用酒精清洗去掉油污。将样品在980℃固溶处理15min，水淬；然后单道次分别冷轧3%、5%和8%后，在980℃退火3～15min，水冷。选用80%冰醋酸＋20%高氯酸作为电解液，在30V电压下进行电解抛光。将抛光好的样品在配有EBSD的S-570扫描电子显微镜和Apollo 300热场发射扫描电子显微镜上进行EBSD分析测试，选择Iron-γ的菊池花样作比对，步长设定为4μm，扫描近50000 个点，标定率均保证在93%以上。经按照Palumbo-Aust标准统计的OIM系统处理得到一系列晶体学信息。
（1）随着退火时间的延长，总的低ΣCSL晶界比例逐渐增长到70%，Σ1晶界比例随Σ3晶界比例上升而下降。随着变形量的增加，总的低ΣCSL晶界、Σ3晶界、Σ9晶界和Σ27晶界比例均呈现先增加后降低的趋势，而Σ1晶界相反，出现先降低后增加的趋势。
（2）优化后的Incoloy800合金晶界工程工艺为：980℃固溶处理15min，水淬；冷轧5%（厚度方向）后在980℃退火15min，水冷。
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