GH690合金管材热处理工艺优化
发布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新时间：2016-05-06
以国外Inconel 690成品管的显微组织为参照对象，对国产GH690合金管材在不同工艺条件下的固溶处理与等温热处理（TT处理）工艺进行了研究；采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工艺参数对其晶粒度、晶界碳化物形貌和贫Cr区的影响。
核电站蒸汽发生器传热管用690合金管承受高温、高压和水介质的腐蚀，合金晶粒度、晶间Cr的贫化、晶间碳化物及其对应力集中的力学效应，均是影响材料的耐晶间腐蚀及应力腐蚀性能的重要因素。除严格控制成分外，合理的热处理工艺在消除这些因素对材料性能的不利影响方面至关重要。
以国外Inconel 690成品管的显微组织为参照对象，对国产GH690合金管材在不同工艺条件下的固溶处理与等温热处理（TT处理）工艺进行了研究；采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工艺参数对其晶粒度、晶界碳化物形貌和贫Cr区的影响。结果表明：
（1）国外Inconel 690成品管晶粒分布不均匀，平均晶粒尺寸约为23μm，其晶粒度在7～10级的晶粒数量最多。晶界碳化物主要呈细小半连续状分布且存在较多大尺寸的TiN颗粒。晶界附近存在宽约200nm的贫Cr区。
（2）国产GH690合金管在固溶处理过程中，随着固溶温度的提高，晶粒不断长大，长大激活能为265kJ/mol。当固溶温度超过1100℃时，晶粒长大更加明显，同时保温时间对晶粒尺寸的影响也变得显著。
（3）国产GH690合金管经不同工艺条件下TT处理后，晶界碳化物主要表现为细小而分散、细小而半连续、粗大而半连续和粗大而分散4种分布状态。TT处理工艺参数为680℃/10～20h、715℃/10～20h、750℃/5～15h时，其晶界碳化物呈细小半连续分布。
（4）国产GH690合金管经1090～1110℃/5min固溶处理后平均晶粒尺寸及晶粒度分布与国外Inconel 690成品管接近。经715℃/10h或15h的TT处理后，国产GH690合金管晶界碳化物形貌及贫Cr区演化特征与国外Inconel 690成品管接近，但其TiN颗粒尺寸、数量明显小于、少于后者，且其最低Cr浓度高于后者，有助于提高合金的耐点蚀性能和抗晶间腐蚀性能。国产GH690合金管总体显微组织优于国外Inconel 690成品管。
（5）综合对比国内外690合金管的组织特征，并兼顾实际生产中的成本问题，建议国产GH690合金管的热处理优化工艺为1090～1110℃/5min+715℃/10～15h。
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