核电站蒸汽发生器换热管使用的 690 合金管承受着高温、高压、水介质的腐蚀,合金晶粒度、晶间铬贫化、晶间碳化物及其对应力集中的作用力。学效应是影响材料晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能的重要因素。除了严格控制成分外,合理的热处理工艺可以消除这些因素对材料性能的影响。效益和影响方面至关重要。
以国外 Inconel 690 成品管材的显微组织为参考对象,对国产 GH690 合金管材在不同工艺条件下的固溶处理和等温热处理(TT 处理)工艺进行了研究,通过 OM、SEM 和 TEM 等表征方法分析了工艺参数对其晶粒尺寸、晶界碳化物形态和贫铬区的影响。研究采用 OM、SEM 和 TEM 等表征方法,分析了工艺参数对其晶粒大小、晶界碳化物形态和贫铬区的影响:

(1) 国外因科镍合金 690 成品管的晶粒分布不均匀,平均晶粒大小约为 23μm,晶粒大小为 7 至 10 的晶粒数量最多。晶界碳化物以细小为主。TiN 颗粒呈半连续分布,且有许多大尺寸的 TiN 颗粒。在晶界附近有一个宽度约为 200nm 的贫铬区。
(2)国产 GH690合金管在固溶处理过程中,随着固溶温度的升高,晶粒不断长大,其生长活化能为265kJ/mol。当固溶温度超过 1100℃。此时,晶粒生长更加明显,保温时间对晶粒大小的影响也变得显著。
(3)国产 GH690合金管在不同工艺条件下经 TT 处理后,晶界碳化物主要表现为细小分散、细小半连续、粗大半连续、粗大分散。种分布状态。当 TT 处理的工艺参数为 680℃/10~20h、715℃/10~20h、750℃/5~15h 时,晶界碳化物呈细小半连续分布。
(4)国产 GH690合金管在1090~1110℃/5min 固溶处理后的平均晶粒度和晶粒度分布与国外 Inconel 690成品管接近。经过 715℃/10h 或 15h 的 TT 处理后,国产 GH690 合金管的晶界碳化物形貌和贫铬区演化特征与国外 Inconel 690 成品管相似,但 TiN 颗粒的尺寸和数量明显变小和变少。在后者中,其最低 Cr 浓度高于后者,有助于提高合金的抗点蚀性能和抗晶间腐蚀性能。国产 GH690 合金管的整体显微组织优于国外 Inconel 6 90 成品管。
(5)综合对比国内外 690 合金管的结构特点,考虑到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 1090~111 0℃/5min+715℃/10~15h。