690合金中不同類型晶界處碳化物的析出形貌.pdf

1、690合金作為壓水反應(yīng)堆的蒸汽發(fā)生器傳熱管材料，已經(jīng)逐漸代替600合金，雖然取得了較好的效果，但隨著核電工業(yè)的發(fā)展，進一步提高蒸汽發(fā)生器的可靠性是需要研究的問題。690合金和很多奧氏體不銹鋼一樣，晶間碳化物在時效過程中析出并在晶界附近產(chǎn)生貧鉻區(qū)，這對材料的腐蝕性能和力學(xué)性能都有很大影響。 本課題組通過690合金晶界工程的研究，利用小形變量冷軋和在較高溫度下(1100℃)短時間退火工藝將690合金的低∑CSL（CSL是“coinc

2、idence site lattice”的縮寫，即重位點陣。低∑CSL是指∑=29）晶界比例提高到70％以上，大幅提高了材料的抗晶間腐蝕能力。該工藝既實現(xiàn)了固溶處理的目的，又使樣品中形成了大量低∑CSL晶界。在此基礎(chǔ)上研究不同類型晶界處碳化物析出的特殊行為以及對晶界附近貧鉻區(qū)的影響。能夠得出在不同類型晶界處碳化物析出的特殊問題，為690合金的晶界工程應(yīng)用研究提供翔實的參考數(shù)據(jù)，為進一步提高690合金抗晶間腐蝕和晶間應(yīng)力腐蝕能力提供依據(jù)。

3、 本工作應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子背散射衍射和取向成像顯微技術(shù)研究了690合金不同類型晶界處碳化物形貌的差別及其隨時效熱處理時間的演化。通過深蝕刻的辦法，觀察了晶界碳化物的三維立體形貌，闡明了不同類型晶界處碳化物形貌差別的原因，探討了其中的機理，得出以下主要結(jié)論： (1)經(jīng)過冷軋10％然后在1100℃再結(jié)晶退火5 min的處理可以將低∑CSL晶界比例提高到70％以上，其中∑3n(n=1，2，3…

4、)晶界占主要比例。該工藝既實現(xiàn)了固溶處理的目的，又使樣品含有大量低∑CSL晶界。 (2)觀察到碳化物為富鉻FCC結(jié)構(gòu)的M23C6，晶界處碳化物與一側(cè)晶粒存在共格取向關(guān)系。碳化物的晶格常數(shù)約為基體的3倍。觀察到晶界處的碳化物以枝晶形式生長，隨機晶界處的M23C6產(chǎn)生高次枝晶，孿晶的非共格界面（∑3i界面）及∑9晶界處的條狀碳化物實質(zhì)上為碳化物的二次枝晶。條狀的M23C6二次枝晶可以向∑3i界面附近兩側(cè)晶粒內(nèi)部生長，但僅向∑9晶界一

5、側(cè)附近的晶粒內(nèi)部生長。在∑27與隨機晶界附近形成的M23C6枝晶不會向晶粒內(nèi)部發(fā)展。 (3)不同類型晶界上的碳化物隨時效時間延長而不斷長大，但碳化物形貌演化的規(guī)律卻有不同。孿晶的共格界面（∑3c界面）和∑9晶界上的碳化物長大的非常慢?！?i界面和∑9晶界附近的條狀碳化物隨時效時間延長會明顯長大?！?7晶界與隨機晶界上碳化物的形貌及其演化規(guī)律相似，隨著時效時間的延長而長大。 (4)不同類型晶界附近的貧鉻區(qū)鉻濃度分布有很大區(qū)