核电用 Inconel 600合金的蠕变行为

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1、第４１卷第６期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅６２０１６年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１６材料研究核电用Inconel600合金的蠕变行为韩宁宁，顾剑锋（上海交通大学材料科学与工程学院上海市激光制造与材料改性重点实验室，上海２００２４０）摘要：研究了核电用镍基Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金在３５０℃和４５０～６５０ＭＰａ下的蠕变过程，分析了蠕变应变随应力、时间的变化规律。利用幂定律和对数定律对试验数据进行拟合，建立了Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金的蠕变本构方程。结果表明：在３５０℃和４５０～６５０ＭＰａ应力条件下，Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金初期蠕变速率很大，随着时间延长，合金的加工硬化程度

2、增加，蠕变速率减小；幂定律和对数定律都能较好的拟合Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金的蠕变变形量随时间的变化趋势。与幂定律相比，对数定律拟合的蠕变曲线与试验数据更加接近。Ｉｎｃｏｎｅｌ－１４３．９６９０．３１９９－１１３．４５８t６００合金的蠕变本构方程为：ε＝１．２３４×１０σt或ε＝１．００９×１０σｌｎ１＋。６４．７６关键词：Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金；蠕变行为；本构方程＋中图分类号：TG142．12文献标志码：A文章编号：0254-6015（2016）06-0001-03CreepbheaviorofInconel600alloyusedfornuclearpowerＨａｎＮｉｎｇｎｉｎｇ，Ｇｕ

3、Ｊｉａｎｆｅｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＬａｓｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＣｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＩｎｃｏｎｅｌ６００ａｌｌｏｙａｔ３５０℃ｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｒｅｅｐｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ４５０-６５０ＭＰ．ａＶａｒｉａｔｉｏｎｌａｗｏｆｃｒｅｅｐｓｔｒａｉｎｗｉｔｈｓｔｒｅｓｓａｎｄ

4、ｔｉｍｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｐｏｗｅｒｌａｗａｎｄｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｌａｗｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｒｅｅｐｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｔ３５０℃ａｎｄ４５０-６５０ＭＰａｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｒｅｅｐｒａｔｅｏｆＩｎｃｏｎｅｌ６００ａｌｌｏｙｉｓｖｅｒｙｌａｒｇｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｉｍｅ，ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｗｏｒｋｈａｒｄｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｎｃｒｅａ

5、ｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｒｅｅｐｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｓ．ｔｈｅｐｏｗｅｒｌａｗａｎｄｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｌａｗｃａｎｂｏｔｈｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｃｒｅｅｐｓｔｒａｉｎｗｉｔｈｔｈｅｔｉｍｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｌａｗｉｓ－１４３．９６９０．３１９９ｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｐｏｗｅｒｌａｗｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｅｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｔｈｅｃｒｅｅｐｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｓε＝１．２３４×１０σt－１１３．４５８tｏｒε＝１．００９×１０σｌｎ１＋．６４．７６Keywor

6、ds：Ｉｎｃｏｎｅｌ６００ａｌｌｏｙ；ｃｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓ高温服役材料的稳定性受到人们重视，尤其是在研究主要集中在稳定变形阶段，即稳态蠕变速率与试［４-６］航空、核电等领域。大多数金属材料在室温下的蠕变验时间、温度、应力间的关系，而镍基合金蠕变初量非常微小，可以忽略不计，但在高温下，金属材料的始阶段的研究较少。本文结合Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金的蠕蠕变过程至关重要。蠕变是材料在高温载荷下，变形变试验，对合金的蠕变行为进行了分析和讨论，并拟合［７］随时间增加的流变现象，温度、载荷、时间、组织结构等了蠕变本构方程中的相关参数。［１］因素都会影响材料

7、的蠕变行为。镍基合金在高温强度、耐应力腐蚀断裂（ＳＣＣ）、耐均匀腐蚀等方面都具１试验材料及方法有良好的特性。目前，Ｉｎｃｏｎｅｌ６００镍基合金是最适宜本文研究的Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金是Ｎｉ-Ｃｒ-Ｆｅ基固溶［２］用作超临界水堆（ＳＣＷＲ）堆芯的材料。此外，强化合金，为面心立方晶体结构，熔点（Tｍ）为１３５４～Ｉｎｃｏｎｅｌ６００合金也是加压水冷却反应堆（ＰＷＲ）中的１４１３℃，其化学成分（质量分数，％）为７