GH690合金管材热处理工艺优化

核电站蒸汽发生器传热管用690合金管承受高温、高压和水介质的腐蚀，合金晶粒度、晶间Cr的贫化、晶间碳化物及其对应力集中的力 
学效应，均是影响材料的耐晶间腐蚀及应力腐蚀性能的重要因素。除严格控制成分外，合理的热处理工艺在消除这些因素对材料性能的不 
利影响方面至关重要。 
以国外Inconel 690成品管的显微组织为参照对象，对国产GH690合金管材在不同工艺条件下的固溶处理与等温热处理（TT处理）工艺进 
行了研究；采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工艺参数对其晶粒度、晶界碳化物形貌和贫Cr区的影响。结果表明： 
（1）国外Inconel 690成品管晶粒分布不均匀，平均晶粒尺寸约为23μm，其晶粒度在7～10级的晶粒数量最多。晶界碳化物主要呈细小 
半连续状分布且存在较多大尺寸的TiN颗粒。晶界附近存在宽约200nm的贫Cr区。 
（2）国产GH690合金管在固溶处理过程中，随着固溶温度的提高，晶粒不断长大，长大激活能为265kJ/mol。当固溶温度超过1100℃ 
时，晶粒长大更加明显，同时保温时间对晶粒尺寸的影响也变得显著。 
（3）国产GH690合金管经不同工艺条件下TT处理后，晶界碳化物主要表现为细小而分散、细小而半连续、粗大而半连续和粗大而分散4 
种分布状态。TT处理工艺参数为680℃/10～20h、715℃/10～20h、750℃/5～15h时，其晶界碳化物呈细小半连续分布。 
（4）国产GH690合金管经1090～1110℃/5min固溶处理后平均晶粒尺寸及晶粒度分布与国外Inconel 690成品管接近。经715℃/10h或15h 
的TT处理后，国产GH690合金管晶界碳化物形貌及贫Cr区演化特征与国外Inconel 690成品管接近，但其TiN颗粒尺寸、数量明显小于、少 
于后者，且其最低Cr浓度高于后者，有助于提高合金的耐点蚀性能和抗晶间腐蚀性能。国产GH690合金管总体显微组织优于国外Inconel 6 
90成品管。 
（5）综合对比国内外690合金管的组织特征，并兼顾实际生产中的成本问题，建议国产GH690合金管的热处理优化工艺为1090～111 
0℃/5min+715℃/10～15h。