镍基高温合金的裂纹敏感性及微观组织分析

采用Gleeble热模拟试验机对Inconel690的填充材料FM-52M在高温失塑裂纹(DDC)敏感温度区间进行应变断裂(STF)试验,得到了不同温度下DDC裂纹出现的临界变形量,并解释了DDC裂纹机理。根据试验结果,DDC裂纹主要是由于高温时晶界弱化造成。探讨了晶界形貌和析出物在DDC的萌生与扩展过程中的作用。

热处理对Inconel690合金晶粒变化和晶界析出物的影响

研究Inconel690合金在不同的热处理条件下晶粒大小和晶界析出物。结果表明:当固溶处理温度低于1100℃时,晶粒尺寸变化不大,当温度超过1150℃时,晶粒开始显著长大,建议固溶处理应在1100℃以下。Inconel690合金经固溶处理和特殊热处理(TT处理)后,晶界的主要析出物和沉淀物为Ti(C,N)和M23C6,析出物尺寸随热处理温度的升高而增大,分布的形态主要呈断续和半连续状。

国产Inconel690高温合金室温与高温循环变形行为

对国产核电用Inconel690高温合金在25,200,350℃进行了应变和应力循环加载下的单轴和多轴疲劳试验,分析了其循环应力-应变响应及循环塑性变形特性。结果表明:在试验温度下,无论是单轴还是多轴加载,Inconel690高温合金均主要表现出循环硬化特性,棘轮应变在初始数个循环周次内快速增长,最后迅速达到稳定;在25℃和200℃单轴应变循环一定周次后Inconel690高温合金呈现出轻微的循环软化特性;在多轴循环加载条件下,合金存在较为明显的非比例多轴附加硬化现象。

高温大气和N_2中Inconel690/1Cr13不锈钢的微动磨损特性

在试验温度为20~25℃（air）、300℃（air）、300℃（N 2），法向载荷为（F n ）50和100 N，位移幅值为60~200μm的条件下，采用PLINT高温微动磨损试验机研究核电蒸汽发生器传热管材Inconel690与1Cr13不锈钢圆柱配对副在滑移区的微动磨损特性。结果表明：当法向载荷一定时，随位移幅值增加，在高温大气中，微动摩擦因数逐渐升高；而高温氮气中，摩擦因数降低。当载荷和位移相同时，Inconel690在高温大气中磨损较轻，在高温氮气中损伤较严重。在高温大气和高温氮气中磨痕表面均出现不同程度摩擦氧化，主要生成Fe、Ni、Cr等合金元素的氧化物。Inconel690的磨损机制主要表现为磨粒磨损、摩擦氧化和剥层磨损的共同作用。

乙醇胺溶液中Inconel690合金微动磨损与腐蚀的交互作用

采用PLINT微动腐蚀试验机,位移幅值为100~200μm,法向载荷为20~80 N,频率为2 Hz,循环次数为10000次,在乙醇胺(ETA)溶液中对Inconel690合金进行了切向微动腐蚀试验。结果表明:微动腐蚀与磨损呈"负交互作用",其原因是表面膜和腐蚀产物组成的第三体层参与微动磨损过程,改变了摩擦接触界面状态;微动使自腐蚀电位负移,位移幅值增加,引起腐蚀速率增大;Inconel690合金在ETA溶液中的微动磨损机制主要表现为磨粒磨损和剥层的共同作用。

WC-10Co-4Cr涂层高温微动磨损特性

为研究WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损性能和微动磨损机制,采用超音速火焰喷涂技术在Inconel690合金表面制备WC-10Co-4Cr涂层。使用PLINT电液伺服高温微动试验机,在室温25℃至高温300℃大气气氛条件下,选择法向载荷100 N、位移幅值200μm、频率2 Hz、循环次数3×10~4次,进行微动磨损特性试验,通过扫描电子显微镜、双模式轮廓仪和三维共聚焦显微镜等仪器对磨痕进行分析研究。结果表明:涂层组织呈层状叠加的两相分布,致密、孔隙率低,涂层与基体结合紧密,显微硬度为HV810.82,是基体的3.3倍;在法向载荷和位移幅值一定时,随着试验温度的升高WC-10Co-4Cr涂层的摩擦因数增大,且磨损加剧;温度高于250℃条件下,WC-10Co-4Cr涂层发生严重磨损;WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损机制主要表现为黏着磨损、氧化和剥层的共同作用。