摘要
爆破阀是AP1000核电站非能动堆芯冷却系统的关键和特殊设备，其应用于压水堆核电机组在世界范围内尚属首次。爆破阀剪切盖材料采用Inconel690合金棒材，该合金是一种30%铬含量的奥氏体型镍基耐蚀合金。由于爆破阀火药驱动动作的特点，要求690合金的机械性能指标落在一个很窄的区间内，以匹配药筒火药量的设计分析。 目前690合金传热管普遍采用气体保护固溶热处理+真空脱敏热处理的热处理工艺方式，以获得符合蒸汽发生器传热管性能要求的690合金组织、力学和耐蚀性能。鉴于爆破阀剪切盖用690棒材直径尺寸和单批次热处理的重量，如果对爆破阀剪切盖用690棒材也采用真空或气体保护固溶热处理+真空脱敏热处理（TT）的方式进行热处理，将对热处理装备提出更高的要求，这将大大增加材料成本。 本文分别采用“真空固溶+真空脱敏热处理”和“空气炉固溶+空气炉脱敏热处理”两种不同的热处理方式，对比研究这两种不同热处理方式对爆破阀剪切盖用690合金棒材组织、力学和耐蚀性能的影响，通过一系列模拟试验研究，得到以下重要结论： 1）通过控制合理的空气炉热处理工艺参数，以及后续对热处理后棒材表面采取合适的机加工处理，爆破阀剪切盖用690棒材采用空气炉热处理工艺可获得满足性能指标要求的材料。 2）空气炉热处理时，在模拟试验条件下，建议合金棒材进行全表面切削加工，机加工余量值≥0.1mm。 3）在模拟试验合金化学成分条件下，推荐的合适固溶温度为1050℃左右，690合金棒材的组织和性能可以满足爆破阀剪切盖材料的考核指标要求。 最后，对成品棒材按空气炉热处理进行了试制，结果表明完全满足爆破阀剪切盖材料的考核指标要求。 本文为国产爆破阀用690合金棒材采用空气炉热处理工艺提供了实验室模拟数据，解决了爆破阀剪切盖用690合金的热处理工艺选择问题，即采用空气炉热处理工艺也可获得满足性能指标要求的合格材料。
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