690合金鍛棒中細晶帶對成品管結構的影響
合金 690 是一種鎳基耐腐蝕合金。 它不僅具有優異的抗應力腐蝕開裂性，而且具有較高的強度、良好的結構穩定性和優良的加工特性。 已成為國內外大型先進壓水堆核電站。 蒸汽發生器傳熱管的選用材料 690合金傳熱管的製管工藝為：鍛棒→熱擠壓→坯料冷軋→中間退火→終冷軋→終退火→特殊熱處理（簡稱“TT”）。
國內外學者研究了固溶處理和特殊熱處理對690合金成品傳熱管的均勻性、碳化物析出形貌、晶界組織和耐腐蝕性能的影響，但對合金鍛制棒材組織的報導相對較少細粒度帶及其對管道結構的影響。 有鑑於此，研究人員對用於核電蒸汽發生器傳熱管的690合金鍛棒結構進行了分析，並根據上述結構進行了熱處理試驗和細晶帶狀結構鍛棒結構。熱擠壓過程中的加熱過程。 分析分析了其對後續加工中退火中間管結構和TT狀態成品管結構的影響。
試驗用的690合金鍛棒由國內廠家提供。 將690合金鍛棒的端部切斷，選取有代表性的試樣觀察縱向原始結構。 為研究熱處理過程中加熱工藝對鍛棒組織結構的影響，對690合金鍛棒按此加熱工藝進行熱處理，即鍛棒試樣（20mm×20mm×20mm） 950℃加熱2h，水冷，製備金相試樣，觀察縱向組織； 然後，該批試樣先在950℃保溫10分鐘，然後升至1200℃保溫5分鐘，然後水冷，製備金相試樣，觀察其縱向組織。 同時，根據本批鍛棒的傳熱管工藝製備了退火中間管和TT成品管，並對其進行了縱向顯微組織分析。
試驗發現，在鍛造棒材的原始結構中存在“夾心”形式的異常細晶帶狀結構。 粗、細晶帶間隔開，不同細晶帶的晶粒尺寸基本相同。 每層細紋帶的寬度不同。 較寬的細晶帶寬度超過200μm，較窄的細晶帶寬度僅為10μm，細晶帶中的晶粒尺寸小於20μm。 原鍛棒細晶帶中含有較多的Ti(C,N)夾雜物，且大部分位於晶界。 晶界起釘扎作用，同時在細晶帶的晶粒和晶體中。 世界上有很多碳化物。 由於Ti(C,N)和碳化物顆粒對位錯運動有很強的釘扎作用，阻礙了晶粒的生長，導致形成細小的晶帶。 原鍛棒的正常組織（無細晶區）在晶界有大量連續或半連續的碳化物析出，晶粒內基本無點狀碳化物析出，無晶內和晶界。 發現了大量的 Ti(C,N) 顆粒。
鍛棒經950℃熱處理2h後，細晶帶有所改善，但沒有明顯消除，仍存在大量帶狀細晶帶。 鍛造棒材經1200℃熱處理後，組織為固溶組織，但不能完全去除細晶帶狀組織。
進一步的實驗發現，退火後的中間管縱向顯微組織中仍存在細晶帶，細晶帶由一系列單一的細晶粒組成。 退火後的中間管剩餘的細晶帶會對成品管結構的均勻性產生一定的影響。 TT狀態成品管縱向晶界上的碳化物均呈連續或半連續分佈，在組織中發現碳化物析出帶。 碳化物析出帶縱向分佈，軋製變形方向一致。 分析：
- (1)690合金鍛棒中碳化物的不均勻析出是鍛棒中存在細晶帶的主要原因。
- (2)690合金鍛造棒材中存在細晶帶，會對690合金管在後續加工過程中的均勻性產生不利影響，導致傳熱管成品組織中碳化物析出不均勻，最終導致成品管局部結構不均勻。
- (3)為保證成品690合金傳熱管組織的均勻性，應控制鍛制棒材的組織結構，避免棒材中存在細晶帶。
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