2种N含量不同的690合金中晶界碳化物及晶界Cr贫化研究<sup>*</sup>

doi:10.11900/0412.1961.2015.00636

金属学报

2016, Vol. 52

Issue (8): 980-986 DOI: 10.11900/0412.1961.2015.00636

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2种N含量不同的690合金中晶界碳化物及晶界Cr贫化研究^*

马颖澈(

),李硕,郝宪朝,查向东,高明,刘奎

中国科学院金属研究所, 沈阳 110016

RESEARCH ON THE CARBIDE PRECIPITATION AND CHROMIUM DEPLETION IN THE GRAIN BOUNDARY OF ALLOY 690 CONTAINING DIFFERENT CONTENTS OF NITROGEN

Yingche MA(

),Shuo LI,Xianchao HAO,Xiangdong ZHA,Ming GAO,Kui LIU

Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China

引用本文:

马颖澈,李硕,郝宪朝,查向东,高明,刘奎. 2种N含量不同的690合金中晶界碳化物及晶界Cr贫化研究^*[J]. 金属学报, 2016, 52(8): 980-986.
Yingche MA, Shuo LI, Xianchao HAO, Xiangdong ZHA, Ming GAO, Kui LIU. RESEARCH ON THE CARBIDE PRECIPITATION AND CHROMIUM DEPLETION IN THE GRAIN BOUNDARY OF ALLOY 690 CONTAINING DIFFERENT CONTENTS OF NITROGEN[J]. Acta Metall Sin, 2016, 52(8): 980-986.

全文: PDF(938 KB) HTML

摘要:

针对2种N含量(0.001%和0.03%, 质量分数)的690合金, 采用SEM, TEM并结合EDS分析等手段系统研究了时效处理后合金晶界碳化物和晶界附近的Cr贫化行为, 并定量描述了热处理时间对晶界附近Cr贫化程度的影响. 结果表明, 高N含量合金晶界析出的碳化物之间距离较大, 且碳化物尺寸较小, 随着时效时间延长碳化物逐渐长大. 随着时效时间的延长, 贫Cr区的Cr含量逐渐提高, 高N含量的690合金晶界附近贫Cr区的Cr含量高于低N含量合金, 主要原因是晶粒细化所致.

关键词 ： 690合金, N, 碳化物析出, Cr贫化

Abstract：

Nickel-based alloy Inconel 690 (hereinafter called alloy 690) is currently replacing alloy 600 as steam generator tubes in pressurized water nuclear reactors, owing to its excellent resistance to intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) and good mechanical properties. The carbide precipitation is a major microstructural characteristic during heat treatment of stainless steels and nickel-based alloys. The carbide precipitation and chromium depletion in the grain boundary of alloy 690 were investigated. The grain size and carbide of alloy 690 with 0.001% and 0.03% (mass fraction) nitrogen contents were observed and analyzed. The extent of chromium depletion in the vicinity of grain boundaries was quantitatively determined as a function of thermal treatment time. The solution treatment of the samples was at 1080 ℃ for 10 min, and then the samples were thermally treated at 715 ℃ for 1~25 h. The results show that the nitrogen addition decreases the intergranular carbide density and the average carbide length but increases its distance. The level of chromium in the depleted regions in alloy 690 with 0.03%N is higher than that with 0.001%N. This is attributed to the beneficial role of nitrogen addition against grain growth and sensitization.

Key words： alloy 690 N carbide precipitation chromium depletion

收稿日期: 2015-12-09

基金资助:* 中国科学院创新基金资助项目CXJJ-14-M44

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表1 690合金的化学成分

图1 热轧态含N的690合金中碳化物形貌的SEM像

图2 10N和300N合金固溶(SA)处理后显微组织的OM像

图3 10N合金样品经SA处理和715 ℃时效(TT) 1 h后碳化物形貌的TEM像、γ相基体和碳化物电子衍射图及其标定

图4 10N合金试样经SA和TT处理不同时间后晶界碳化物(M23C6)形貌的TEM像

表2 析出相的定量分析

图5 300N合金样品经SA和TT处理不同时间后晶界碳化物(M23C6)形貌的TEM像

图6 10N和300N合金经SA和TT处理不同时间后晶界Cr浓度曲线

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