GH690高温合金

Inconel690/Alloy690/GH690是一种镍铬铁合金，铬含量约为30%。它最重要的应用是核电站压水堆蒸汽发生器设备，用来制造蒸发器管、水室隔板、短靴式开沟器和径向导引器。它的铬含量较高，因而特别适合处理和存储强氧化性介质，例如核燃料的二次处理。这种材料对晶间腐蚀、氟化物污染热硝酸腐蚀、以及含氧氢氧化钠溶液的腐蚀开裂有极强的耐腐蚀性。

GH690合金是一种低层错能的新型镍基耐蚀合金,该合金作为新一代蒸汽发生器传热管用材,长期服役于核电站一回路高温高压环境中,是一回路压力边界的薄弱环节。

 合金690

GH690/NS3105/00Cr30Ni60Fe10

Nicrofer®  6030


W.-Nr. 2.4642                


UNS N06690


表1 牌号及标准


材料

牌号标准

系列标准化学

成分管材板材棒材带材焊丝锻件无缝管焊接管美标

N06690ASME （SB）/167、163

829/168

 166

 168

 AWS A5.14564国标

NS 3105

NW6690GB/T150072882/2054

15009

1501044352072/26030NB/T/47019

47047/47046///47028

材料特性

具有很好抗氟化物、热硝酸腐蚀的性能；

具有很好的抗腐蚀开裂性能；

具有很好抗氯化物应力腐蚀开裂性能；

在多种腐蚀性水介质中表现良好；

在高温下具有很好的抗氧化和抗硫化性能；

Inconel690/Alloy690/GH690化学成分元素（wt%）：

Inconel690/Alloy690/GH690是一种镍铬铁合金

表3 物理性能

密度8.19 g/cm3熔点1343~1377℃

表4 室温和高温典型物理性能

温度

（℃）比热

（J/Kg·℃）热传导率

（W/mk）电阻率

（μΩcm）弹性模量

（kN/mm2）常温至温度下的膨胀系数（10-6/K）0     2045012.0115215 93     10047014.011620814.120050016.011820114.3204     30052518.012019514.5316     40055019.5121.518914.8427     50058021.4122.518215.2538     60060523.3123.517515.7649     70063025.012416716.2760     80065526.612516016.6871     90068528.212615217.0982     100071529.712714317.31093     110074030.3128.5 17.6

机械性能

表6 690合金的瞬时高温性能数据

温度（℃）抗拉强度

（MPa）屈服强度0.2%,（MPa）延伸率（50mm）

（%）  93    10058026045 20055022045 204    30052020045 316    40050018045 427    50049017045 538    60047016045

图1 690合金退火状态下的高温瞬时拉伸性能

表7 常温下，600合金的各种退火状态和尺寸范围的机械性能

类型和尺寸抗拉强度

（MPa）屈服强度0.2%,（MPa）延伸率（50mm）

（%）硬度布氏洛氏B棒材冷加工     ＜12.7≥825≥620≥7  ≥12.7~25.4≥760≥585≥10①  ＞25.4~63.5≥725≥550≥12  热加工     ＞6.4~12.7≥655≥310≥20  ＞12.7~76.2≥620≥275≥25  ＞76.2≥585≥240≥30… 退火态的所有尺寸≥550≥240≥30… 热轧板退火的≥586≥240≥30… 轧制态的（去应力）≥586≥240≥30… 退火的（退火温度＞1010℃）≥514≥206≥30  冷轧板退火的（≥0.25mm）≥586≥240≥30… 硬化的≥860≥620≥2… 带材退火的≥550≥240≥30……硬化的≥860≥620≥2……旋压的…………≥C30管材热加工退火≤127mm≥586≥205≥35……＞127mm≥515≥170≥35……冷加工退火≤127mm≥586≥240≥30……＞127mm≥586≥205≥35……换热管退火≥586≥241≥30……

金相结构

合金690为面心立方晶格结构。

Inconel690耐腐蚀性
690合金的耐全面腐蚀的性能见表8,。在300~350℃高温高压水中的耐蚀性良好，腐蚀率≤10mg/（dm2·月）。690合金在316℃动水中的耐蚀性见图2。从图中可知，690合金铬含量高，所以其耐蚀性优于600合金和800合金
应用范围

应用领域有：

放射性废弃物处理；

压水对蒸汽发生器；

重燃油炉内部件；

玻璃和硅酸盐生产；




加工和热处理

690合金易进行冷、热加工、机加工和焊接。

加热：

1. 在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁；

2. 在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则会损害材料的性能，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。

3. 电炉以闭环温度控制和无杂质气氛为佳，也可以采用杂质含量很低的燃气炉。

4. 炉气以中性至微氧化性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。

热加工：

1. 600合金的热加工温度范围1040℃~1230℃，冷却方式为水淬或快速空冷。

2. 为得到佳耐蚀性能和适宜的晶体结构，热加工后要进行热处理。材料可以直接送入已升温的炉中。

冷加工：

1. 冷加工材料应为退火或固溶热处理态，690合金的加工硬化率与奥氏体不锈钢接近，因此可以选择类似的加工设备。

2. 在冷加工量过程中应进行中间退火。

3. 在冷加工量大于5%时，则需要对工件进行固溶处理。

4. 为减少材料的磨损，模具应选择合金刀具钢、硬质合金或铸钢。

热处理：

1. 退火温度范围是1000℃~1100℃，水冷或快速空冷。

4. 合金管在完成U型管后，对于小R的U型管需进行消除应力处理；

去氧化皮及酸洗：

1.690合金的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强，推荐使用细晶砂带或细晶砂轮进行打磨。

2. 在用HNO3/HF 混合酸进行酸洗前必须小心打磨或盐浴预处理将氧化膜打碎。

机加工

690合金须在热处理之后进行机加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金标准奥氏体不锈钢低的切削速度和重进刀进行加工，才能车入已冷作硬化的表层下面。

焊接690合金适合采用传统焊接工艺与同种材料或其他金属焊接，如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊。须采用低热量输入值。690合金的焊接必须在热处理态进行，并使用不锈钢丝刷清理干净污渍、粉尘和各种记号，母材的焊接边缘大约25mm 宽的区域必须打磨至光亮金属表面。层间温度不超过150℃。不需要焊前或焊后热处理。 作者：shyehan