热处理工艺对inconel690合金组织和性能的影响研究

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1、钢铁研究总院硕‘卜学佗论文摘要Inconel690合金是一种铬含量30％的奥氏体镍基耐蚀合金，以其优异的耐蚀性能逐渐成为理想的核电蒸汽发生器管材用料，现已在国内外得到广泛应用。本文以Inconel690合金为研究对象，通过显微组织观察、力学性能实验、耐蚀实验，系统研究了热处理工艺对Inconel690合金组织性能的影响，在热处理参数、合金显微组织、力学性能及耐蚀性能之间建立起了有机联系。对Inconel690合金平衡相进行了热力学计算，对合会贫铬区演变进行了动力学模拟计算，所得结果对该合金的成分最优设计、热处理工艺合理选择具有理论指导意义。主要结论如下：1．固溶处理对In

2、conel690合会组织和力学性能影响显著。在950℃～l1500C之问，随着固溶温度的升高，合金室温及350℃抗拉强度、屈服强度逐渐下降，延伸率提高；合会平均晶粒尺寸变化符合Arrhenius公式，晶粒长大表观激活能Q=309kJ／mol。当固溶温度为1050℃～1100℃时，固溶时间与合金平均品粒尺寸之间符合Beck公式；1050℃固溶保温不同时间，合金平均晶粒尺寸与室温力学拉伸性能之间符合Hall．Perch公式。2．通过合会平衡相的热力学计算和实验研究，Inconel690合金的主要析出相为富铬M23C6和富钛M(CN)。当固溶温度达到1050。C以上时组织中M2

3、3C6碳化物溶解完全，合金组织固溶充分。3．按照合金典型成分，采用热力学软件对Inconel690合金M23C6析出行为进行计算。结果表明在600"0～800。C之间，提高敏化温度M23C6最大析出量下降。化学元素中碳含量变化对M23C6析出量影响显著，铬、铁次之，钛、铝影响较小。4．采用本文建立的动力学模型可以较好地模拟晶界贫铬区铬的回填趋势，预测晶界附近的最低铬浓度。5．根据全文研究结果，推荐Inconel690合金的热处理工艺为(1050--1100)。0×2．5min+700。C×(10～20)h。关键词：Inconel690合金，热处理，组织，力学性能，耐蚀，模

4、拟计算铡铁Ⅳf究总院硕十。’≯何论文AbstractInconel690isanausteniticnickel-basedalloywhosechromiumconcentrationis30wtpct．Itisbecomingtheidealtubingmaterialforsteamgenerator(S／G)ofPWRpowerplantbecauseofitsbettercorrosion-resistantthanInconel600andisusedwidelyindomesticandabroad．Theeffectsofheat-treatmentonm

5、icrostructureandpropertieswerestudiedbymicrostructureobservmion，mechanicalpropertytestsandcorrosion-resistantexperimentsinordertofindtherelationshipbetweenheat-treatmentparameters，microstructureandproperties．ThethermodynamiccalculationonequilibriumphasesofInconel690andkineticcalculationon

6、changeofchromiumdepletedzoneprovidedatheoryinstructionfordesigningthereasonablecompositionandheat-treatmentprocess．Themainconclusionsareasfollows：1．Solid—solutiontreatmenthasasignificanteffectonmicrostructureandpropertiesofInconel690．Intherangeof950。Cto150"Cthetensileandyieldstrengthdecre

7、aseswhileelongationincreasesatroomtemperatureand350。Cassolutiontemperatureincreasing,andthechangeofgrainsizeontemperatureobeystheArrheniusequationwhiletheactivationenergyofgraingrowthis309kJ／m01．Thechangeofgrainsizeonsolid-solmiontimeat1050。C一1100*CobeystheBeckequat