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《690合金中晶界特征分布及其演化機(jī)理的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、上海大學(xué)博士學(xué)位論文摘要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(jìn)一步提高蒸汽發(fā)生器可靠性是急待研究的問題。蒸汽發(fā)生器傳熱管道破壞泄漏的主要原因在不同時(shí)期有不同的情況，從近幾年統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來看，現(xiàn)在與晶界有關(guān)的應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕仍然是蒸汽發(fā)生器傳熱管道破壞的主要原因。包括690合金在內(nèi)的絕大部分工程材料都是多晶體，材料的性能與其顯微組織及晶界特性有著非常緊密的聯(lián)系。如晶間腐蝕、斷裂、合金及雜質(zhì)元素的偏聚、蠕變等問題，都會受到晶界結(jié)構(gòu)特征的影響
2、。1984年Watanabe提出了晶界設(shè)計(jì)與控制這種概念，繼而在上世紀(jì)90年代形成了“晶界工程(grainboundaryengineeringGBE)”這一研究領(lǐng)域。通過合適的形變及退火工藝，可以明顯提高材料中的低∑CSL(CSL是“coincidencesitelattice”的縮寫，即重位點(diǎn)陣。低∑CSL是指∑≤29)晶界比例，優(yōu)化其分布，就可以改善材料與晶界有關(guān)的多種性能。本工作應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子背散射衍射(EBSD)和取向成像顯微技術(shù)(OIM)研究了加工和熱處理工藝對690合金的晶界特征
3、分布(各種晶界所占的比例)的影響。仔細(xì)觀察分析了形變后退火過程中690合金的顯微組織結(jié)構(gòu)的演化過程，闡明了形變退火工藝與晶界特征分布之間關(guān)系及其演化的機(jī)理。通過晶間腐蝕試驗(yàn)考驗(yàn)了含有不同比例低∑CSL晶界690合金的耐腐蝕能力，探討了其中的機(jī)理。得出以下主要結(jié)論：1)在低層錯(cuò)能面心立方金屬690合金中，低∑CSL晶界比例的提高是基于退火孿晶(∑3)的形成，退火前的冷軋壓下量在調(diào)整晶界特征分布中起關(guān)鍵作用。冷軋5％再在1100"C退火5min可使690合金的低∑CSL晶界比例提高到70％以上(按Palumbo—Aus
4、t標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì))，這時(shí)形成了數(shù)百微米尺寸的伍方三3^墳膨羞關(guān)莠屠在彩團(tuán)攢∥是其顯微組織的重要特征(n為正整數(shù)，在低∑CSL范疇中只有n=1，2，3)。這種晶粒團(tuán)簇的尺寸和內(nèi)含∑3“晶界的數(shù)量隨冷軋壓上海大學(xué)博士學(xué)位論文下量的增加而下降。初始經(jīng)過固溶處理或固溶后再時(shí)效處理對690合金經(jīng)過冷軋5％再在1100℃退火后的晶界特征分布影響不大。將冷軋和退火工藝重復(fù)使用，和單次處理效果基本一致。2)再結(jié)晶形核密度和多重孿晶的發(fā)展是控制690合金晶界特征分布的關(guān)鍵因素。餅歷一我席羞關(guān)莠磊慰功：毋簣∥是由再結(jié)晶時(shí)一個(gè)再結(jié)晶晶核在長大
5、過程中不斷產(chǎn)生退火孿晶，發(fā)生多重孿晶形成孿晶鏈而形成的。形變量小，形核密度低致使再結(jié)晶晶核有充分的空間發(fā)展，再結(jié)晶晶核與形變基體之間的隨機(jī)晶界有很長的遷移距離，在不斷遷移的過程中就能不斷產(chǎn)生退火孿晶，發(fā)生多重孿晶，從而發(fā)展出很長的孿晶鏈，形成了大尺寸的晶粒團(tuán)簇，同時(shí)也提高了∑34晶界的比例。因此，小形變量冷軋后再在高溫短時(shí)間再結(jié)晶退火可以明顯提高低∑CSL晶界比例。形變量越大，形核密度就越高，使得晶粒團(tuán)簇尺寸小，∑3“晶界比例也就低。3)對于低∑CSL晶界比例高的樣品來說，用Brandon標(biāo)準(zhǔn)判定時(shí)得到的隨機(jī)晶界網(wǎng)
6、絡(luò)的連通性可以明顯被一些低∑CSL晶界片段打斷，但這些低∑CSL晶界的相對偏差都很大。而用更為嚴(yán)格的Palumbo-Aust標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)時(shí)隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)的連通性幾乎不會被打斷。因此，低∑CSL晶界比例提高以后隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)的連通性可以被打斷的說法并不可靠。4)低∑CSL晶界比例高的樣品比低∑CSL晶界比例低的樣品耐晶間腐蝕性能明顯好，其原因是前者晶粒團(tuán)簇的尺寸明顯比后者大，形狀也不規(guī)則，并不是由于隨機(jī)晶界網(wǎng)絡(luò)的連通性被打斷的緣故。關(guān)鍵詞：690合金，晶界特征分布，退火孿晶，再結(jié)晶，晶間腐蝕，EBSDⅡ上海大學(xué)博士學(xué)位論文A
7、bstractTheIlickel-basedAlloy690，withmaincompositionNi．30C卜1OFe(wt．％)，iscurrentlyreplacingAlloy600fNi一16Cr-9Fe)asasteamgeneratortubematerialinpressurizedWaterreactors，becauseofitssuperiorresistancetointergranularstresscorrosioncrackingfIGSCC)．Butwithprolongedse
8、rvicelifetimeandimprovedperformancebeingdemandedbythenuclearenergyindustry,theneedtoimprovetheresistancetoIGSCCandintergranularstresscorrosion(IGAlinAlloy690shoulda1SObeconsidered．
