热处理对Inconel690合金组织的影响

1、.：.；热处置对Inconel690合金组织的影响宋云京 邓化凌 山东电力研讨院，山东济南25002；Effect of Heat Treatment on microstructure of Inconel690SONG Yun-jing DENG Hua-lingShandong Electric Power Research Institute, Shandong Jinan 250002ABSTRACT: The effect of solid-solution and thermal treatment on microstructure, grain size and precip

2、itate behavior were studied in this paper. It was shown that the solid-solution temperature had obvious effect on the grain size in the Inconel690. The grain size increased remarkably when the solution temperature was over 1150. Cr23C6 precipitated mainly in the grain boundaries. With the increase o

3、f thermal treatment temperature and time, the amount and size of Cr23C6 increased. At the same time,The distribution of Cr23C6 changed from discrete structure to semi-continuous structure. After thermal treatment of 80048h, the size of Cr23C6 increased quickly.KEY WORD: Inconel690; heat treatment; m

4、icrostructure摘要：研讨固溶和特殊热处置TT处置对Inconel690合金组织的影响，结果阐明：固溶温度对Inconel690晶粒度影响较大，温度超越1150时，晶粒显著长大，固溶处置应在1100以下。TT处置后Cr23C6沿晶界析出，随TT处置温度的添加和保温时间的延伸, Cr23C6数量增多，尺寸添加，分布的形状由单个到半延续状。80048h处置后，尺寸添加显著。关键词：Inconel690合金 热处置 组织 性能1 引言Inconel690合金因具有优良的抗应力腐蚀IGSCC和晶间腐蚀(IGA)等才干而被广泛地运用于国内外压水堆核电站蒸汽发生器换热管资料。为提高Inconel

5、690合金的抗应力腐蚀的才干，该资料的普通热处置为固溶处置+特殊热处置TT处置14。有研讨3阐明，固溶温度的高低影响资料的耐腐蚀性能，在9501150之间固溶处置时，随着固溶温度的提高，晶间腐蚀率增大。在较低固溶温度处置时，由于碳的固溶度小，一部分未溶的碳化物在晶界存在，在冷却后的新晶界，碳化物的析出量较少，晶界的铬贫化程度较轻，而较高温度下固溶时，未溶碳化物减少，固溶处置后贫铬相对较重。TT处置的目的是改善晶界碳化物的分布和形貌，提高晶界贫铬区的含铬量1。本文主要研讨不同温度固溶处置和TT处置后Inconel690合金的组织、晶粒度及碳化物的析出情况。样品资料采用真空感应+电渣重熔工艺消费冶

6、炼，经挤压、冷拔、冷轧至19.05mm1.09mm的合金管，其主要化学成分%为：C0.02；Mn0.22；Si0.06；Cr29.51；Fe9.48；Ni60.10；Ti0.30；Al0.27；S0.002；P0.005等。 对冷轧后的Inconel690合金管进展不同温度的固溶处置及TT处置，固溶处置分别在950、1000、1050、1100、1150；保温时间5分钟，水冷。TT处置工艺分别为60012h、70012h、70024h、70048h、70096h、80012h、80024h、80048h，冷却方式为水冷。Inconel合金管的金相组织检测采用MEF4金相显微镜及LEICA-Q5

7、00MC型图像分析仪上进展，微观相构造用H800型透射电镜分析,电压为150KV。2 实验结果与分析2.1 固溶处置对组织的影响图1为Inconel690合金管经四种固溶处置后的微观组织。 图1 不同温度固溶后的Inconel690合金的组织Fig1 Microstructure of Inconel690 under different annealing treatments (a) 950、(b)1000、(c)1050、(d)1100、(e)1150从图1可以看出，Inconel690合金的组织为奥氏体+少量的碳化物，晶粒内存在大量孪晶，碳化物主要分布在晶内。另外，在合金内还有微量的淡

8、黄色的颗粒，颗粒多呈规那么的块状或多边形，尺寸约为100150纳米，透射电镜确以为TiCN。有资料研讨阐明TiN在资料中起到“钉扎效应，提高资料的强度和耐腐蚀性。晶粒为等轴晶，在9501050之间固溶处置时，随着固溶温度的升高，晶粒尺寸略有长大，级别普通为58级，同时晶内碳化物数量却随温度的升高而减少。这是由于随着固溶温度越高，合金的分散才干越强，碳化物越容易溶入基体，故在1050以上固溶时，晶内碳化物相对较少。当固溶温度提高到1100后，晶粒开场长大，1150固溶处置的晶粒度达35级。图2 Ti(CN)的透射电镜形貌及衍射斑点右上角Fig. 2 TEM image of Ti(CN) and

9、 selected area of diffraction pattern (in the top right corner)2.2 TT处置对组织的影响 图3 不同温度下TT处置后的显微组织Fig3. Microstructure of Inconel690 under different thermal treatment (a)60012h、(b)70012h、(c)70024h、(d)70048h、(e)70096 h、(f)80012h、(g)80024h、(h)80048h从图3可以看出，在(a) 、(b) 、(c)中晶界碳化物数量极少，同时碳化物的尺寸很小。经70048H处置后，

10、晶界析出碳化物数量开场增多，断断续续分布在晶界上。随着TT处置温度的添加和保温时间的延伸，碳化物的数量也添加，尺寸变粗大，分布也由断续状到半延续状。资料研讨阐明晶界析出的碳化物主要为M23C6。图4 Cr23C6 的形貌及电子衍射图右上角Fig. 4 TEM image of Cr23C6 and selected area of diffraction pattern (in the top right corner)碳化物的细微形貌可从图4中看出，晶界处的碳化物呈长条状，衍射斑点阐明碳化物为Cr23C6。 Cr23C6碳化物主要在晶界、位错和缺陷处形核，形核和长大的过程中，由于碳的分散才干

11、比铬强，所以Cr23C6主要吸收其附近的铬而构成，这就呵斥了Cr23C6与基体界面附近处铬浓度下降，出现贫铬区或贫铬带，贫铬区的贫铬程度与资料的含碳量、运用温度和时间等要素相关。当贫铬区的含铬量低于临界值时，资料出现应力腐蚀或晶间腐蚀倾向。TT处置的主要目的是经过高温分散，提高铬的分散才干，使贫铬区得到回复，添加电极电位和抗腐蚀才干。3 结论Inconel690合金管固溶处置后组织奥氏体+少量的碳化物+微量的Ti(CN)。当固溶温度在9501100之间时，晶粒度变化不大，当固溶温度超越1150时，晶粒迅速添加。因此固溶处置温度建议在1100以下。TT处置后Cr23C6沿晶界析出，其数量和尺寸随

12、TT处置温度的添加和保温时间的延伸而添加，分布的形状由单个到半延续状。80048h处置后，尺寸添加显著。参 考 文 献1J.J.Kai, G.P.Yu, C.H.TSAI, M.N.Liu, and S.C.Yao. The effect of heat treatment on the chromium depletion, precipitate evolution, and corrosion resistance of INCONEL alloy 690. Metall.Trans.A ,1989,20A：2057-20672G.S.Was. Grain-boundary chemistry and intergranular fracture in Austenitic Nickel-base alloys-a review