690合金熱處理過程中對碳化物析出和鉻貧化的研究翻譯

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1、690合金熱處理過程中對碳化物析出和貧鉻化的研究大連理工大學(xué)本科外文翻譯690合金熱處理過程中對碳化物析出和鉻貧化的研究InvestigationofCarbidePrecipitationProcessandChromiumDepletionduringThermalTreatmentofAlloy690學(xué)部（學(xué)院）：材料科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：金屬材料工程（日語強化）學(xué)生姓名：李健學(xué)號：201066524指導(dǎo)教師：潘學(xué)民完成日期：2015.03.26大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnol

2、ogy18690合金熱處理過程中對碳化物析出和貧鉻化的研究690合金熱處理過程中對碳化物析出和鉻貧化的研究S.Y.JIAO,M.C.ZHANG,L.ZHENG,andJ.X.DONG北京科技大學(xué)，材料科學(xué)學(xué)部為了研究熱處理對碳化物形態(tài)和鉻濃度分布的影響，690合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力成為了關(guān)鍵，所以進(jìn)行了一系列熱處理工藝?？紤]到碳化物析出和鉻原子從基體到晶界的化學(xué)擴(kuò)散之間的相關(guān)動態(tài)過程，在經(jīng)典形核理論，Kolmogorov–Johnson–Mehl–Avrami法則和擴(kuò)散理論的基礎(chǔ)上建立了一個模型。通過比較碳化

3、物平均尺寸的模擬結(jié)果和晶界附近鉻濃度的相應(yīng)測量結(jié)果評價了該模型的有效性?；谶B接碳化物和碳化物平均尺寸之間相互距離的關(guān)系引入了不連續(xù)因子；因此，碳化物形態(tài)和鉻濃度可以由該模型預(yù)測出來。根據(jù)實驗和模擬的結(jié)果，小于2.2的碳化物不連續(xù)因子和晶界附近的鉻濃度高于一個臨界值（21%），這對合金的抗腐蝕能力是至關(guān)重要的，然后可以通過預(yù)測這兩個變量的值來獲得一些適當(dāng)?shù)臒崽幚項l件。另外，模擬了晶粒尺寸和組成變化對碳化物不連續(xù)因子和鉻濃度分布的影響。結(jié)果表明，大約在31.8到63.5微米之間的中等晶粒度有利于有效地提高合金的抗

4、應(yīng)力腐蝕開裂能力。同時，在合金的化學(xué)成分表中碳含量應(yīng)調(diào)整到將近0.02%，鉻含量應(yīng)盡可能的高。一.引言Inconel*（因科鎳）690是一種奧氏體結(jié)構(gòu)鎳基合金（Inconel是一個特殊金屬公司的商標(biāo)，亨廷頓，西弗吉尼亞州），因為其更高的鉻含量（28~31%與15~17%）和更低的碳含量（±0.05%）現(xiàn)已發(fā)展成為600合金在壓水堆（PWRs）蒸汽發(fā)生器傳熱管中的替代材料。根據(jù)690合金耐腐蝕性能的研究，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）成為壓水堆蒸汽發(fā)生器傳熱管失效的最嚴(yán)重的原因。690合金具有優(yōu)良的抗腐蝕能力是因為受

5、碳化物形態(tài)和晶界（GB）附近鉻濃度的嚴(yán)重影響。Sui和同事在氫/蒸汽環(huán)境下研究了600合金和690合金的應(yīng)力腐蝕開裂行為；他們發(fā)現(xiàn)開裂的600合金和690合金材料包含很少的晶界析出，而材料中沒有開裂的晶界都被連續(xù)分布的碳化物所覆蓋。De等人也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，他認(rèn)為高密度的晶間碳化鉻可以改善原生水和某些特定腐蝕性環(huán)境下的抗晶間應(yīng)力腐蝕開裂（IGSCC）。與此同時，Yun等人研究了激光表面熔化對致敏600合金晶間腐蝕的影響，并且發(fā)現(xiàn)晶界富鉻碳化物的析出可以提高這種合金的抗晶間腐蝕性能。此外，Zagal調(diào)查了690

6、合金中的氫滲透行為，因為當(dāng)690合金暴露于壓水堆核電站的環(huán)境下時，其晶間應(yīng)力腐蝕開裂的嚴(yán)重性隨著析氫（即，在陰極條件下）的進(jìn)行而顯著加強，試驗結(jié)果表明富鉻碳化物的存在導(dǎo)致了有效的氫擴(kuò)散系數(shù)的降低并且阻礙了裂紋的萌生或擴(kuò)展。Bruemmer等18690合金熱處理過程中對碳化物析出和貧鉻化的研究人認(rèn)為晶間碳化物促進(jìn)了裂紋尖端鈍化，降低了裂紋尖端的應(yīng)力狀態(tài)，因此提高了抗開裂能力。因此，可以得出結(jié)論，經(jīng)過熱處理的高密度晶間碳化物的析出會提高抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。在熱處理過程中，富鉻碳化物會析出，尤其是在晶界處；這種碳化物

7、的形成從晶界和鄰近基體吸鉻，留下一個貧鉻區(qū)。如果在這個貧化區(qū)鉻的濃度很低，那么就會引起應(yīng)力腐蝕開裂。因此，可以發(fā)現(xiàn)，為了有效提高合金的耐應(yīng)力腐蝕開裂性能所進(jìn)行的熱處理應(yīng)該滿足以下三個要求：（1）沿著晶界析出的碳化物應(yīng)該緊密分布；（2）在貧化區(qū)鉻濃度應(yīng)該達(dá)到一個臨界值；（3）碳化物應(yīng)該幾乎完全析出（TP），所以它可以之后確保在晶界上有最大可能數(shù)量的碳化物，從而避免了一定數(shù)量的碳化物析出和晶界附近鉻的再次貧化當(dāng)在一個更低的溫度下使用或時效時。一個關(guān)于晶界碳化物析出過程和貧化區(qū)鉻濃度的模型可以用于幫助未來的合金設(shè)計和

8、預(yù)測腐蝕開裂是否會發(fā)生在一種指定的合金由于特定的熱處理歷史。雖然通過實驗分析和實證或計算機模擬分析提出了很多模型評價鉻貧化，但是在晶界附近的鉻濃度變化依舊很難預(yù)測，因為它涉及到兩個相關(guān)的動態(tài)過程，即，碳化物的析出過程中所消耗的晶界附近的鉻原子，和從基體到晶界鉻原子的化學(xué)擴(kuò)散所增加的貧化區(qū)的鉻濃度。與此同時，碳化物形態(tài)和鉻濃度分布之間的相關(guān)性也尚未建立，盡管兩者對預(yù)測合金的耐應(yīng)力腐蝕開裂