塑性区对Inconel690合金腐蚀疲劳

Inconel690合金是目前公认的最好的蒸汽发生器传热管材料之一，已经作为Inconel600合金传热管替换材料或新建核电厂传热管材料广泛应用。Inconel690合金具有优异的抗均匀腐蚀、点蚀、苛性腐蚀、晶间腐蚀及各类应力腐蚀性能。近30年对国产Inconel690合金的研究同样表明，国产Inconel690合金同样具有这些优异的性能，某些性能甚至高于国外进口的Inconel690合金。
关于Inconel690合金压水堆环境中或高纯水中的腐蚀疲劳性能，国外进行了部分研究，但研究结果不相一致。国内对Inconel690合金腐蚀疲劳性能的研究，目前还鲜有文献报道。
科研人员结合国外的研究成果，部分参照ASTME647，研究了在饱和氧高温高纯水中，裂纹尖端处于小范围屈服条件下，单向塑性区大小对国产Inconel690合金腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响。
试验研究对象为某公司提供的国产Inconel690（TT）合金，其主要化学成分（质量分数，%）为：Ni60.03，Cr30.38，Fe9.42，Cu0.13，Nb0.01，Mo0.07。合金经真空熔炼后电渣重熔精炼，得到Φ150mm的铸锭，热轧成Φ25mm的棒材。棒材经1050℃固溶后，经750℃保温15h脱敏化处理，加工成宽度16mm的紧凑拉伸试样（CT）。脱敏化处理后，材料的室温屈服强度为270MPa，325℃时的屈服强度为220MPa。
通过在室温空气及325℃饱和氧高纯水中进行疲劳裂纹扩展试验，研究单向塑性区大小rp对Inconel690合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明：
（1）同一频率下，随着rp的增加，裂纹扩展速率CGR加快，但环境影响因子Fen未发生明显变化。
（2）国产Inconel690合金的裂纹为穿晶型扩展，扩展过程中伴随着少量分支，载荷的变化对支裂纹数量没有明显的影响。
（3）在饱和氧高温高纯水中，国产Inconel690合金断口为典型的腐蚀疲劳特征，裂纹扩展形成韧性断裂特征的山脊区和脆性疲劳断裂的疲劳平台。