Vlastnosti slitiny na bázi niklu INCONEL690

INCONEL690 (UNS N06690/W. Nr.2.4642) je vysoce chromel, který má vynikající odolnost proti korozi vůči mnoha korozivním vodním médiím a vysokoteplotní atmosféře. Slitina 690 má nejen odolnost proti korozi, ale má také vysokou pevnost, dobrou metalurgickou stabilitu a dobrý výkon při zpracování. Velké množství chrómu dodává slitině vynikající odolnost vůči oxidujícím chemikáliím a vysokoteplotním oxidačním plynům. Vysoký obsah niklu propůjčuje schopnost odolávat koroznímu praskání pod napětím v prostředí obsahujícím chlór a v roztoku hydroxidu sodného.
Vlastnosti slitiny INCONEL690 jsou vhodné pro různé aplikace v roztocích kyseliny dusičné nebo kyseliny dusičné/kyseliny fluorovodíkové. Například přihřívače výfukových plynů používané pro výrobu a ohřev kyseliny dusičné, ohřívací hady a nádrže s roztokem kyseliny dusičné/kyseliny fluorovodíkové používané pro moření nerezové oceli a přepracování jaderného paliva. Odolnost slitiny vůči plynu obsahujícím síru z ní činí atraktivní materiál pro likvidaci radioaktivního odpadu vitrifikačních zařízení, jako je jednotka na zplyňování uhlí, hořák a vitrifikační zařízení používaná k úpravě potrubí kyseliny sírové, petrochemickému zpracování pecí, výměníku tepla, spalovny a sklenka.

V různých vysokoteplotních vodách vykazuje Alloy 690 nízkou rychlost koroze a vynikající odolnost proti praskání korozí pod napětím. Proto je slitina 690 široce používána v trubkách parních generátorů, přepážkách, trubkovnicích a hardwaru pro výrobu jaderné energie.

Mezi vlastnosti slitinových trubek Inconel 690 patří složení, fyzikální vlastnosti, mechanické vlastnosti, svařovací vlastnosti, strukturální stabilita, odolnost proti korozi v různých médiích a vhodné technologické podmínky. Tento článek shrnuje vývoj složení slitiny Inconel 690 v zahraničí v průběhu let a úlohu různých prvků, se zvláštním důrazem na možné dobré účinky určitého množství dusíku na kontrolu zrnitosti slitiny Inconel 690, snížení obsahu chromu na hranicích zrn vyčerpání a zlepšení odolnosti vůči mezikrystalovému koroznímu praskání pod napětím. Je poskytován výrobní proces slitiny Inconel6 90, včetně parametrů pro procesy tavení, zpracování a tepelného zpracování. Byly zdůrazněny vzorce rozpouštění a precipitace karbidů ve slitině Inconel 690 během zpracování v tuhém roztoku a zpracování TT, stejně jako jejich vliv na provozní výkonnost.

Vliv různých prvků na vlastnosti slitiny Incone1690:
Slitina Incone1690 (dále jen slitina 690) je typ Cr obsahující přibližně 30 % hm. Austenitická slitina na bázi niklu odolná proti korozi je široce používána jako materiál pro teplosměnné trubky v parogenerátorech jaderných elektráren díky vynikajícímu koroznímu praskání pod napětím ( SCC) odolnost. Slitina 690 obsahuje malé množství S, N a malé množství Ti, C a dalších slitinových prvků, které jsou náchylné k mikrosegregaci během tuhnutí, což má za následek škodlivé srážení fází, ovlivňující pracovní výkon za tepla a odolnost slitiny vůči korozi. Proto, aby bylo možné dále optimalizovat složení slitiny 690 a zlepšit její komplexní výkon, tento článek systematicky využívá optickou mikroskopii (OM), mikroanalyzátor elektronové sondy (EPMA), skenovací elektronovou mikroskopii (SEM) a transmisní elektronovou mikroskopii (TEM). studovat chování elementární segregace a srážení fáze během procesu tuhnutí slitiny 690 obsahující dusík. Byly také studovány a diskutovány účinky teploty přehřátí taveniny a rychlosti tavení na vývojové chování nitridů ve slitině 690.

Chování při tuhnutí slitiny 690 s obsahem N v rozmezí od 0,001 do 0,110 % hmotn. bylo studováno pomocí "metody izotermického kalení tuhnutím". Výsledky ukazují, že prvek N neovlivňuje teplotu likvidu slitiny 690, ale snižuje teplotu solidu. Když se obsah N zvýší z 10 ppm na 1100 ppm, teplota solidu se sníží z 1362 °C na 1354 °C. Ti, Cr, Ni a Fe podléhají mikrosegregaci během procesu tuhnutí, kde Ti a Cr jsou pozitivně segregované prvky, zatímco Ni a Fe jsou negativně segregované prvky. S rostoucím obsahem N se zvyšuje koncentrace Cr ve zbytkové kapalné fázi, zatímco koncentrace Ti a Ni klesají. Vliv obsahu N na koncentraci Fe však není významný. C a S mají jasnou tendenci k segregaci v konečné koagulační zóně.
Prvek N ovlivňuje typy precipitátů vznikajících během procesu tuhnutí slitiny 690. Sraženiny s nízkým obsahem N (10-200 ppm) 690 slitiny jsou TiN, Ti (C, N), Ti4C2S2 a (Ti, Cr) S, zatímco precipitáty s vysokým obsahem N (300-1100 ppm ) 690 slitiny jsou TiN, (Ti, Cr) N, CrS, Cr2C a Cr7C3.
Nitridy typu TiN nebo Ti (C, N) jsou hlavními precipitáty tuhnutí ve slitině Alloy 690. Se zvyšující se teplotou přehřívání a snižující se rychlostí tavení výrazně klesá objemový podíl mikrokamenného TiN vysráženého během tuhnutí. S rostoucí teplotou přehřívání se průměrná velikost TiN zmenšuje a jeho morfologie se mění z pravidelného bloku na jemně zrnitý. Vliv rychlosti tání na průměrnou velikost a morfologii TiN není významný. Po homogenizačním žíhání a deformaci lisováním za studena se během procesu rekrystalizačního žíhání vzorku ztuhlého slitiny 690 disperguje a vysráží velké množství submikronového Ti (C, N). Množství srážek se zvyšuje se zvýšením teploty přehřátí a klesá s rostoucí rychlostí tání. Dispergovaná submikronová stupnice Ti (C, N) nemůže účinně zabránit růstu zrn, ale může zlepšit pevnost matrice slitiny 690.
Výzkum zpracování za studena a procesu tepelného zpracování slitiny Inconel690:
Byl studován vývoj mikrostruktury a vlastností slitiny 690 během tváření za studena a mezitepelného zpracování. Výsledky ukázaly, že deformace při válcování za studena, teplota žíhání a doba výdrže měly významný vliv na velikost zrna a tvrdost slitiny 690. Rovnoměrnost velikosti zrna po žíhání po 30% deformaci válcováním za studena byla výrazně lepší než po 50% a 70% deformaci. Vhodný meziprodukt žíhání pro slitinu 690 byl 1060 stupňů × 10 minut nebo 1100 stupňů × 3 minuty

Metoda kování pro slitinové tyče Inconel690:

Metoda kování slitiny Inconel 690 bar patří do oblasti tlakového zpracování kovů. Surovinou kovací tyče je elektrostruskový přetavovací ocelový ingot, teplota ohřevu kování je 1200 stupňů ± 10 stupňů a doba uchování tepla pece Negage před kováním se vypočítává z velikosti oceli ingot. Deformace prodloužení otvoru ingotu je řízena na 20 procent -30 procent, podávané množství L je řízeno v rozsahu 0.5-0.8h, konečná teplota kování je nad 950 stupňů a ingot je vykován do čtvercové tyče s průřezem. Po otevření sochoru se předvalek vrací do pece k ohřevu a uchování tepla; Mezilehlá deformace je aplikována podél diagonálního směru příčného řezu ingotu a velikost deformace je řízena v rozsahu 20-50 procent. Přiváděné množství L se řídí v rozsahu 0.{12}},8 hodiny a konečná teplota kování je vyšší než 900 stupňů . Konečná velikost deformace ohněm je řízena nad 35 procent a konečná teplota kování je vyšší než 800 stupňů. Tyč ze slitiny I-690 kovaná podle tohoto vynálezu má vysokou jednotnost struktury, méně deformačních průchodů a může účinně snížit výrobní náklady.