專利名稱：一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，特別是，涉及一種提高NAS690鎳基合金管件的抗應力腐蝕性能的表面處理方法。
背景技術：
壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管的面積占一回路承壓邊界面積的80%左右，傳熱管壁厚一般為lmm-1. 2mm，導致其是整個一回路壓力邊界中最薄弱的部分，運行經驗表明蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故在核電廠事故中占首要地位，據(jù)國外報道，約占非計劃停堆次數(shù)的1/4，蒸汽發(fā)生器傳熱管的可靠性主要取決于傳熱管的完好性，只要有一根傳熱管破裂， 就會造成放射性物質的泄露及核電廠的長期停閉。上世紀70年代發(fā)展的鎳基690合金不僅在許多腐蝕性水介質和高溫氣氛中具有優(yōu)良的抗腐蝕能力，而且具有高強度、好的冶煉穩(wěn)定性和良好的制造特性。目前廣泛使用在核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管上。690合金是一種低層錯能的面心立方金屬材料，提高這種管件的耐晶間腐蝕和抗應力腐蝕性能，是延長蒸汽發(fā)生器使用壽命，提高核電經濟性的一個重要問題。運行經驗表明傳熱管材料的主要失效形式是應力腐蝕開裂，因此改善690合金的抗應力腐蝕性能是其重要內容，應力腐蝕裂紋包括形成以及擴展過程，如果能夠抑制裂紋的形成和擴展也就提高了其抗應力腐蝕性能，研究表明位錯的存在可以阻礙裂紋的擴展， 因此當表面形成一定數(shù)量的位錯后，對裂紋的擴展具有明顯的阻礙作用，從容抑制裂紋的擴展。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案
一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，步驟包括①、將所述的鎳基合金產品的待處理表面在密閉容器中進行噴丸處理；②、進行清洗；③、在氫氣保護氣氛下進行退火，溫度為1050-110(TC，保溫時間為5-lOmin，然后水冷，獲得較高抗應力腐蝕性能的鎳基合金產品。優(yōu)選地，采用該表面處理方法對所述的鎳基合金產品的各個表面進行表面處理。優(yōu)選地，所述的鎳基合金產品為適于做核電蒸汽發(fā)生器傳熱管用的NAS690鎳基合金管件。優(yōu)選地，采用該表面處理方法分別對所述的NAS690鎳基合金管件的內、外表面進行表面處理。優(yōu)選地，所述的NAS690鎳基合金管件的長度大于20m。本發(fā)明的有益效果在于該提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法工藝簡單、易操作，有效地改善了鎳基合金產品抗應力腐蝕性能，從而降低了甚至是杜絕了由于蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂引起的放射性物質的泄露及核電廠的長期停閉的事故的發(fā)生，因此也就帶來了顯著的經濟效果，其他蒸汽發(fā)生器傳熱管材料也可以參照使用。


附圖1為對NAS690鎳基合金管件的內表面噴丸處理的示意圖； 附圖2為對NAS690鎳基合金管件的外表面噴丸處理的示意附圖3為經過本發(fā)明的表面處理方法處理后的NAS690鎳基合金管件在高溫高壓環(huán)境中經過2000小時應力腐蝕后的截面形貌圖。附圖中1、管件；2、硬質球丸；3、套管。
具體實施例方式下面結合附圖所示的實施例對本發(fā)明作以下詳細描述
一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，步驟包括①、將鎳基合金產品的待處理表面在密閉容器中進行噴丸處理；②、進行清洗；③、在氫氣保護氣氛下進行退火，溫度為1050-1100°C，保溫時間為5-lOmin，然后水冷，獲得較高抗應力腐蝕性能的鎳基合金產品，采用該表面處理方法對鎳基合金產品的各個表面進行表面處理。具體地，利用該表面處理方法對適于做核電蒸汽發(fā)生器傳熱管用的NAS690鎳基合金管件1的內、外表面進行處理，這種管件1的壁厚為Imm左右，NAS690鎳基合金管件1 的長度大于20m，該NAS690鎳基合金管件1的成分質量百分比Ni為58. 64%，Cr為30. 47%， Fe為9. 97%，C為0. 02%, Si為0. 21%,Mn為0. 14%，首先對管件1進行適當?shù)墓潭?，保證材料中不能有大的形變，然后材料的內外表面分別進行噴丸處理，噴丸處理的時間要精確控制 20-60min,頻率控制在50Hz_10kHz。本實施例中，對內表面處理時只需將硬質球丸2放入合金管內、并將兩端封堵而進行噴丸處理，如附圖1所示，而當外表面處理時，需要在管件1外部套設一套管3，然后在管件1外壁與套管3內壁之間放入硬質球丸2后進行噴丸處理，如附圖2所示，噴丸時間為30min，結束后進行徹底清洗，獲得清潔表面，對清潔后的管件1在氫氣保護氣氛下1090°C保溫5min，最后水冷，將管件1加工成反U型試樣在高壓釜內進行應力腐蝕試驗，溫度為320°C，壓力為lOMPa，時間為2000小時，試驗結束后，對樣品進行解剖鑲樣，砂紙逐級打磨，最后拋光，利用溴-甲醇對拋光好的樣品進行侵蝕，獲得應力腐蝕后樣品的組織形貌圖，如附圖3所示，可以看到處理后的樣品在經歷長時間的應力腐蝕試驗后未發(fā)生應力腐蝕開裂，并且無明顯的晶間腐蝕。通過本工藝可以實現(xiàn)在不改變合金成分的前提下提高材料的抗應力腐蝕性能，對其它腐蝕相關的性能，如表面腐蝕產物膜與基體結合程度也有改善。本發(fā)明的表面處理工藝方法對NAS690鎳基合金管件1的內外表面分別進行處理， 不需要長時間的退火，主要特點是對超長NAS690鎳基合金管件1在沒有大的變形狀態(tài)下， 進行表面的噴丸處理，獲得具有大量位錯，然后進行氫氣保護氣氛下的短時間退火，從而獲得晶粒細化的表面，該方法工藝簡單、易操作，有效地改善了鎳基合金產品抗應力腐蝕性能，從而降低了甚至是杜絕了由于蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂引起的放射性物質的泄露及核電廠的長期停閉的事故的發(fā)生，因此也就帶來了顯著的經濟效果，其他蒸汽發(fā)生器傳熱管材料也可以參照使用。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，其特征在于步驟包括 ①、將所述的鎳基合金產品的待處理表面在密閉容器中進行噴丸處理；②、進行清洗；③、 在氫氣保護氣氛下進行退火，溫度為1050-110(TC，保溫時間為5-lOmin，然后水冷，獲得較高抗應力腐蝕性能的鎳基合金產品。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，其特征在于采用該表面處理方法對所述的鎳基合金產品的各個表面進行表面處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，其特征在于所述的鎳基合金產品為適于做核電蒸汽發(fā)生器傳熱管用的NAS690鎳基合金管件。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，其特征在于采用該表面處理方法分別對所述的NAS690鎳基合金管件的內、外表面進行表面處理。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，其特征在于所述的NAS690鎳基合金管件的長度大于20m。
全文摘要
本發(fā)明公開一種提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法，步驟包括①、將所述的鎳基合金產品的待處理表面在密閉容器中進行噴丸處理；②、進行清洗；③、在氫氣保護氣氛下進行退火，溫度為1050-1100℃，保溫時間為5-10min，然后水冷，獲得較高抗應力腐蝕性能的鎳基合金產品。該提高鎳基合金產品抗應力腐蝕性能的表面處理方法工藝簡單、易操作，有效地改善了鎳基合金產品抗應力腐蝕性能，從而降低了甚至是杜絕了由于蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂引起的放射性物質的泄露及核電廠的長期停閉的事故的發(fā)生，因此也就帶來了顯著的經濟效果，其他蒸汽發(fā)生器傳熱管材料也可以參照使用。
文檔編號C22F1/10GK102312180SQ20111025306
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2011年8月31日
發(fā)明者任愛, 劉飛華, 李巖, 李成濤 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司