GH690合金管材熱處理工藝優(yōu)化

核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用690合金管承受高溫、高壓和水介質(zhì)的腐蝕，合金晶粒度、晶間Cr的貧化、晶間碳化物及其對應(yīng)力集中的力學效應(yīng)，均是影響材料的耐晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕性能的重要因素。除嚴格控制成分外，合理的熱處理工藝在消除這些因素對材料性能的不利影響方面至關(guān)重要。

以國外Inconel 690成品管的顯微組織為參照對象，對國產(chǎn)GH690合金管材在不同工藝條件下的固溶處理與等溫熱處理（TT處理）工藝進行了研究；采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工藝參數(shù)對其晶粒度、晶界碳化物形貌和貧Cr區(qū)的影響。結(jié)果表明：

（1）國外Inconel 690成品管晶粒分布不均勻，平均晶粒尺寸約為23μm，其晶粒度在7～10級的晶粒數(shù)量最多。晶界碳化物主要呈細小半連續(xù)狀分布且存在較多大尺寸的TiN顆粒。晶界附近存在寬約200nm的貧Cr區(qū)。

（2）國產(chǎn)GH690合金管在固溶處理過程中，隨著固溶溫度的提高，晶粒不斷長大，長大激活能為265kJ/mol。當固溶溫度超過1100℃時，晶粒長大更加明顯，同時保溫時間對晶粒尺寸的影響也變得顯著。

（3）國產(chǎn)GH690合金管經(jīng)不同工藝條件下TT處理后，晶界碳化物主要表現(xiàn)為細小而分散、細小而半連續(xù)、粗大而半連續(xù)和粗大而分散4種分布狀態(tài)。TT處理工藝參數(shù)為680℃/10～20h、715℃/10～20h、750℃/5～15h時，其晶界碳化物呈細小半連續(xù)分布。

（4）國產(chǎn)GH690合金管經(jīng)1090～1110℃/5min固溶處理后平均晶粒尺寸及晶粒度分布與國外Inconel 690成品管接近。經(jīng)715℃/10h或15h的TT處理后，國產(chǎn)GH690合金管晶界碳化物形貌及貧Cr區(qū)演化特征與國外Inconel 690成品管接近，但其TiN顆粒尺寸、數(shù)量明顯小于、少于后者，且其最低Cr濃度高于后者，有助于提高合金的耐點蝕性能和抗晶間腐蝕性能。國產(chǎn)GH690合金管總體顯微組織優(yōu)于國外Inconel 690成品管。

（5）綜合對比國內(nèi)外690合金管的組織特征，并兼顧實際生產(chǎn)中的成本問題，建議國產(chǎn)GH690合金管的熱處理優(yōu)化工藝為1090～1110℃/5min+715℃/10～15h。