Каково количественное влияние отклонения процесса термической обработки у контрольного трубопровода UNS N06625?

1. Недостаточная температура отжига (<1050 ℃): дефекты твердого раствора ниобия и чувствительность межцентральной коррозии
Температура отжига - это параметр ядра N06625 твердого раствора, которая непосредственно определяет степень твердого раствора элемента Niobium (NB) и однородность распределения карбидов (NBC). Когда температура отжига ниже 1050 ℃, диффузионная кинетическая энергия атомов ниобия недостаточна, что приводит к агрегации нерастворенных частиц NBC на границах зерна (рис. 1а). Это неравномерное распределение образует локальный микрогалвановый эффект, который вызывает преимущественное разрушение пассивирующей пленки в CL⁻-содержащей среде.

Количественный анализ воздействия:
Межгранулярная скорость коррозии: электрохимический тест потенциодинамической поляризации показывает, что индекс чувствительности к межгранулярной коррозии сплава, отжигаемого при 1050 ℃ в 3,5% растворе NACL составляет 0,82, в то время как сплава, выдвинутый при 1020 ℃ повышается до 1,21 (чувствительность порога 1.0), а коррозион увеличивается на 35%.
Распределение элементов ниобия: томография атомного зонда (APT) показывает, что концентрация ниобия на границе зерна стабилизируется при 3,8 ± 0,2 мас.% После отжига при 1050 ℃, в то время как диапазон колебаний состояния отжига при 1020 ℃ составляет 2,1-4,9 мас.%, И локальная площадь Niobium-Poor становится коррозион.
Инженерная проверка: из -за низкой температуры отжига (1030 ℃) конденсаторного трубопровода на оффшорной платформе глубина межгранулярной коррозии достигла 0,32 мм после 18 месяцев работы, что намного превышало разработанную каркаскую маржу (0,15 мм).
Решение:
Среднечастотный индукционный нагрев в сочетании с системой измерения температуры инфракрасной температуры используется для обеспечения того, чтобы температура сердечника в трубке достигала 1080-1120 ℃, а время изоляции рассчитывается как 1,5 минуты на миллиметр толщины стенки для достижения полного твердого раствора элементов ниобия.

2. Слишком медленная скорость охлаждения (воздушное охлаждение): Δ фазовое осаждение и деградация механического свойства
Контроль скорости охлаждения является ключевой последующей связью при обработке твердого раствора. Когда используются методы медленного охлаждения, такие как воздушное охлаждение, сплав остается в диапазоне 700-900 ℃ в течение более длительного времени, что запускает осаждение Ni₃nb (Δ фаза) (рис. 1B). Соотношение когерентности между орторомбической структурной фазой и матрицей разрушается, что приводит к снижению сопротивления движению дислокации.

Количественный анализ воздействия:
Твердость и вязкость: твердость сплава с воздушным охлаждением уменьшается на 18hb (320HV → 302HV) по сравнению с состоянием, наконец-китайским, а энергия воздействия Charpy уменьшается на 37% (145J → 91J), а соответствующий режим перелома изменяется от продуманного фракции к квази-клади.
Коррозионное растрескивание в коррозии (SCC): коэффициент интенсивности критического напряжения (k_iscc) образца с медленным охлаждением в кипящем растворе Mgcl₂ составляет 28,3 МПа, что на 31% ниже, чем у залитого воды (41,2 МПА √m).
Инженерный случай: из -за процесса воздушного охлаждения была обнаружена трубка теплопередачи паркового генератора ядерного энергетики, которая имеет межранальные трещины SCC после 3 лет работы, с глубиной 1/3 толщины стенки.
Решение:
Реализуйте процесс гашения с градуированием: после того, как заготовка трубки вывозится из печи при 1080 ℃, она немедленно погружается в 25 ℃ циркулирующую воду, чтобы гарантировать, что скорость охлаждения составляет ≥120 ℃/s, избегая при одновременном гашении трещин.

3. перегрев обработки (＞ 1150 ℃): зерновое скорлупы и ослабление прочности ползучесть
Когда температура отжига превышает 1150 ℃, скорость миграции границ зерна значительно повышается, что приводит к ненормальному росту исходных тонких зерен (ASTM 8-9 Grade) до уровня ASTM 6-7 (рис. 1C). Этот вид микроструктуры уменьшает эффект укрепления границ зерна и ускоряет повреждение ползучести при высокой температуре и долгосрочной нагрузке.

Количественный анализ воздействия:
Производительность ползучести: стационарная скорость ползучести 1150 ℃ отожженного сплава в условиях 650 ℃/100 МПа составляет 3,2 × 10⁻⁸ s⁻⁻, что в 2 раза выше, чем в состоянии отжига 1120 ℃ (1,1 × 10⁻⁸ s⁻⁻).
Эффект укрепления границ зерна: анализ дифракции дифракции электронного обратного рассеяния (EBSD) показывает, что доля границ зерна с высоким углом после перегрева, падает с 68% до 52%, а вклад укрепления границ зерна уменьшается примерно на 40 МПа.
Уроки инженерии: из-за перегрева (1180 ℃) максимальная деформация ползучести высокотемпературной катушки реактора после 5 лет работы достигла 1,8%, что значительно превышало предел проектирования (0,5%).
Решение:
Печь с термообработкой в ​​вакууме в сочетании с моделированием температурного поля используется для обеспечения того, чтобы разница осевой температуры заготовки трубки меньше ± 15 ℃, а традиционный долгосрочный низкотемпературный процесс заменяется кратковременной высокой температурой (1120 ℃/15 мин) на стадии изоляции.

4. Систематическое решение для точного управления процессом
Чтобы устранить влияние отклонения процесса на производительность N06625 Конвейер управления , необходимо построить систему «Проверка мониторинга процесса-процесса-процесса-процесса-мониторинга».
Оптимизация окна процесса: оболочка параметров температуры временного времени раствора (рис. 2) определяется термодинамическим расчетом (термо-кальцираж), чтобы гарантировать, что твердое растворимость элемента ниобия превышает 98%.
Технология онлайн -мониторинга: инфракрасный тепловообразитель используется для мониторинга поля температуры поверхности трубчатой ​​заготовки в режиме реального времени, а градиент температуры ядра прогнозируется путем объединения модели конечных элементов.
Количественная оценка организации: программное обеспечение для анализа изображений используется для подсчета размера зерна, размера и распределения карбидов, а также для создания базы данных корреляции между микроструктурой и скоростью коррозии.