一種消除核電管道鑄造不銹鋼中σ相的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料熱處理領(lǐng)域，設(shè)及一種消除不誘鋼中脆性第二相的方法，具 體設(shè)及一種消除核電管道鑄造不誘鋼中0相的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓水堆核電站一回路主管道作為承壓系統(tǒng)邊界的重要組成部分對核電站的安 全發(fā)揮著重要的屏障作用，通常采用奧氏體-鐵素體型雙相組織不誘鋼鑄造而成。該 種材料中鐵素體相發(fā)揮著提高強(qiáng)度、降低焊接熱裂性、提高耐應(yīng)力腐蝕等作用；然而， 鐵素體的存在亦帶來熱老化脆化、中高溫敏化脆化問題，后者主要由0相析出造成 ([1]R. N. Gunn. Cambridge England:Abington, 1997:175. [2]K. H. Lo, et al. Materials Science and Engineering R, 2009, 65(4-6) : 39-104. [3] Y.Q. Wang, et al. Nuclear 化gineering and Desi即.2013, 259:1-7.)。核電管道的生產(chǎn)、安裝過程中不可避免的進(jìn) 行熱處理和焊接，而企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際證明此過程中會(huì)產(chǎn)生0相。研究表明0相是一種硬 而脆的金屬間化合物，它不僅增加不誘鋼的硬度、顯著降低不誘鋼的初性使其變脆，而且 降低不誘鋼的點(diǎn)蝕和晶間腐蝕性能，所W通常認(rèn)為其析出對材料有非常害（[4]Y.S.Ahn et al. Materials Science and Technology, 2000, 16 (4) : 382-388. [5] Y. Q. Wang, B. Yang,H. C.Wu,et al.Materials "Transactions.2013,54 巧）：839-843.[6]Park C J,et al. Corrosion, 2005, 61 (1) :76-83.)。0相的存在降低核電管道的服役性能，危害核電站的 安全運(yùn)行，因此抑制或消除0相的析出顯得尤為重要。
[0003] 通常，通過添加適當(dāng)合金元素W及壓力加工等方法可W有效延緩或抑 制 0 相的析出([7]0. Smuk, et al. Metallurgical and Materials Transactions A，2004,35(7):2103-2109. [8]C.C.Hsieh'et al.ISRN Metallurgy, 2012, 2012:1-16.)， 然而上述方法只是預(yù)防性措施，而不能消除已析出的0相，并且調(diào)整合金成分會(huì)影響材 料的組織和性能，設(shè)及到冶煉、成型等多個(gè)工序，不利于核電管道的嚴(yán)格生產(chǎn)要求。對于 生產(chǎn)工藝固定、材料成分一定的合金，退火（固溶）處理是消除0相的唯一方法。有研 究表明，SAF2205不誘鋼在高于1050°C固溶處理時(shí)發(fā)生0 -丫相變，0相溶解到奧氏 體基體中（[9]R.Badji,et al. Materials Science and Elngineering A, 2008, 496(1 - 2) : 447-454.)，但是核電管道鑄造不誘鋼的組織和成分都與SAF2205明顯不同，需要探索 新的0相的最佳消除工藝。因此，開發(fā)一種有針對性的消除核電管道不誘鋼中0相的熱 處理方法，對于改善管道材料性能、保證核電站安全性具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種針對核電管道鑄造不誘鋼中0相的消除方法，W期 應(yīng)用此方法可W消除核電管道不誘鋼由于0相析出導(dǎo)致的中高溫敏化脆性現(xiàn)象，使材料 力學(xué)性能恢復(fù)到不含0相的水平，從而達(dá)到改善管道性能、延長使用壽命的目的。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 本發(fā)明一種消除核電管道鑄造不誘鋼中o相的方法，采用等溫退火處理方法對 含0相的所述鑄造不誘鋼進(jìn)行處理，具體工藝參數(shù)是：
[0007] 退火溫度；900~1000°C ;退火時(shí)間；0. 25~35h ;冷卻方式；水澤至室溫。
[000引進(jìn)一步的，所述退火溫度為950°C，退火時(shí)間0.化。
[0009] 本發(fā)明具體包括W下步驟：
[0010] (1)觀察時(shí)效鋼件組織，測定時(shí)效鋼件中0相的含量；
[0011] 似將含0相的鋼件進(jìn)行900~1000°C退火處理，時(shí)間0.25~35h，測定0相的 含量；
[0012] (3)測試退火處理后鋼件的沖擊初性、微區(qū)硬度。
[0013] 所述步驟（1)、（2)采用光學(xué)顯微鏡（OM)或掃描電子顯微鏡（SEM)觀察組織并拍 攝圖片，每個(gè)試樣最少拍攝20個(gè)視場，采用金相分析軟件統(tǒng)計(jì)0相數(shù)量，W面積分?jǐn)?shù)代替 體積分?jǐn)?shù)，該樣簡便可靠。
[0014] 所述步驟做測試室溫下V型缺口試樣的夏比沖擊功，試樣尺寸： 10mm X 10mm X 55mm，表面粗趟度R。優(yōu)于5 y m，端部除外。
[0015] 本發(fā)明中退火熱處理設(shè)備為箱式電阻爐、管式電阻爐或真空退火爐中的一種。本 發(fā)明等溫退火處理氣氛為空氣、真空或惰性氣體中的一種。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下技術(shù)效果：
[0017] 1、本發(fā)明針對特殊組織和成分的核電管道鑄造不誘鋼提出了一種簡單、高效、經(jīng) 濟(jì)的消除其脆性0相方法，和其他方法相比設(shè)及到的生產(chǎn)工序少，可提高企業(yè)生產(chǎn)效益、 節(jié)約能源；
[0018] 2、本發(fā)明采用同一熱處理設(shè)備、多組平行試樣，能保證測量、測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1、2、3中退火處理前后鋼件試樣的金相組織；
[0020] 其中；（a)是750°C時(shí)效200h鋼件試樣的組織；化）、（C)、（d)分別是750°C時(shí)效 20化鋼件試樣經(jīng)本發(fā)明方法中900°C退火處理35h、950°C退火處理0.化、1000°C退火處理 0.2化后試樣組織。
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中退火處理前后沖擊試樣斷口形貌；
[0022] 其中；(a)、（d)是未時(shí)效鋼件試樣沖擊斷口形貌；化）、（e)是750°C時(shí)效20化鋼件 試樣沖擊斷口形貌；（C)、（f)是750°C時(shí)效20化鋼件經(jīng)本發(fā)明方法950°C退火處理0.化后 試樣沖擊斷口形貌；（d)、（e)、（f)分別是（a)、化）、（C)的高倍圖。
[0023] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中退火處理前后試樣微區(qū)硬度。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 通過下述實(shí)施實(shí)例進(jìn)一步詳細(xì)的闡述本發(fā)明的內(nèi)容，W期對其更好的理解，但實(shí) 例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[00巧]實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例對750°C