提高了熱導率的合金690有序合金的制造方法以及利用該方法來制造的合金690有序合金的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及發揮原子能發電站（以下，稱為核電站）的熱交換器功能的蒸汽發生 器傳熱管中使用的合金690(Alloy690)有序合金的制造方法以及利用該方法來制造的合 金690有序合金。
【背景技術】
[0002] 常用原子能發電站（以下，稱為核電站）的蒸汽發生器傳熱管是將在原子核反應 堆的一次側產生的熱傳遞到二次側并在二次側產生蒸汽的熱交換器的傳熱物質。在核電 產業初期，作為蒸汽發生器傳熱管的材料主要使用了合金600(Alloy600)，但已知的是： 隨著核電站的運行時間增加，而該合金600非常容易發生一次水應力腐蝕開裂（primary waterstresscorrosioncracking，PWSCC)。為了克服這樣的問題，最近由與合金600相 比提高了Cr成分的合金690來代替合金600而用作蒸汽發生器傳熱管的代替材料，這完全 是考慮了對PWSCC的抵抗性。
[0003] 合金600是由14% -17 %的Cr、6 % -10 %的Fe、小于等于0. 15 %的C、小于等 于1 %的Μη、小于等于0. 5 %的Si、小于等于0. 015 %的S構成的Ni基合金，合金690是 由27% -31 %的Cr、7% -11 %的Fe、小于等于0.05%的C、小于等于0.5%的Μη、小于等于 0. 5%的Si、小于等于0. 5%的Cu、小于等于0. 015%的S構成的Ni基合金。
[0004] 如上所述，合金690是提高了Cr濃度的材料，其由Inco公司研發，一直被稱為 Inconel690,而目前其專利期限已屆滿，故被稱為合金690。
【發明內容】
[0005] 技術課題
[0006] 本發明基于原子有序度高的純金屬（puremetals)具有高熱導率而原子有序度低 的金屬合金（metalalloys)具有低熱導率這樣的實驗事實，提供一種克服了雖然PWSCC抵 抗性高但熱導率低的合金690的缺陷的方法。即，本發明對合金690的原子有序度進行有 序化處理（OrderingTreatment)，從而將有序度提高到純金屬的有序度程度，由此提供熱 導率與有序化處理之前相比提高了 8%以上的合金690有序合金。
[0007] 解決課題的手段
[0008] 為了達到上述目的，本發明提供一種提高了熱導率的合金690有序合金的制造方 法，其中，包括：對合金690進行固溶處理的步驟；對所述固溶處理后的合金690進行熱處 理而制造合金690TT的步驟；以及在350°C~570°C的溫度范圍內，對所述合金690TT進行 有序化處理而生成合金690有序合金的步驟。
[0009] 另外，本發明提供一種提高了熱導率的合金690有序合金的制造方法，其中，包 括：對合金690進行固溶處理的步驟；對所述固溶處理后的合金690進行熱處理而制造合 金690TT的步驟；以及在將所述合金690TT冷卻到常溫之前，在350°C~570°C的溫度范圍 內進行有序化處理而生成合金690有序合金的步驟。
[0010] 另外，本發明提供一種提高了熱導率的合金690有序合金的制造方法，其中，包 括：在350°C~570°C的溫度范圍內，對合金690TT進行有序化處理而生成合金690有序合 金的步驟。
[0011] 另外，本發明提供根據上述制造方法而制造的提高了熱導率的合金690有序合 金。
[0012] 發明效果
[0013] 根據本發明，對合金690進行固溶處理及熱處理而制造合金690TT之后，在 350°C~570°C的溫度范圍內對合金690TT進行有序化處理，從而具有如下效果：制造出與 有序化處理之前相比，熱導率的提高率為8%以上的合金690有序合金。
[0014] 另外，根據本發明，對合金690進行固溶處理及熱處理而制造合金690TT之后，在 350°C~570°C的溫度范圍內對合金690TT進行有序化處理，從而具有如下效果：能夠制造 出不僅提高了熱導率、而且在屈服強度及拉伸強度、應力腐蝕開裂抵抗性的觀點上也良好 的合金690有序合金。
[0015] 根據本發明，當使用熱導率提高8%以上的合金690有序合金時，傳熱效率增加 8%以上，因此具有發電效率提高8%以上的效果，或者具有通過減少與此對應的程度的蒸 汽發生器傳熱管的數量來能夠縮小蒸汽發生器的大小的效果。
【附圖說明】
[0016] 圖1是制造本發明的第一實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0017] 圖2是制造本發明的第二實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0018] 圖3是表示在360°C下測量的、根據本發明的優選實施例而在420°C下進行有序化 處理的合金690有序合金的屈服強度及延伸率的變化的圖表。
[0019] 圖4是將在350°C~600°C下進行3, 000小時的有序化處理時在294°C下測量的、 不同的有序化處理溫度下的合金690有序合金的熱導率的提高率與有序化處理之前對比 而表不的圖表。
[0020] 圖5是將在294°C下測量的、在475°C下進行不同時間的有序化處理時的合金690 有序合金的熱導率的提尚率與有序化處理如對比而表不的圖表。
[0021] 圖6是制造本發明的第三實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0022] 圖7是制造本發明的第四實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0023] 圖8是制造本發明的第五實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0024] 圖9是制造本發明的第六實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
[0025] 圖10是制造本發明的第七實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面，參照附圖，進一步對作為本發明的優選實施例的提高了熱導率的合金690 有序合金的制造方法進行詳細說明。
[0027] 圖1是制造本發明的第一實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。 從圖1可知，本發明的合金690有序合金對以往的合金690進行熱處理而制造合金690TT， 然后采用有序化處理。即，使用如下工序：1)固溶處理；2)冷卻至常溫；3)熱處理；4)冷卻 至常溫；5)采用有序化處理。
[0028] 首先，本發明的合金690TT通過如下步驟而制造：為了使適當量的碳化物分布在 合金690的晶界，在進行固溶（solutionanneal，SA)處理之后急速冷卻（水冷卻），以使 不析出碳化物，然后重新加熱而進行熱處理（thermaltreatment，TT，在700°C~750°C下 維持15小時~24小時），從而在晶界形成碳化物。
[0029] 根據本發明，在將合金690用作核電站結構物之前進行熱處理而形成合金690TT， 從而在進行核電站結構物的原子排列的穩定化時，根據有序化而減少在運行中可能會發生 的晶格的變化，由此大大提高對PWSCC開始的抵抗性。即，當進行熱處理而實現原子排列 的穩定化時，幾乎不發生因在核電站運行環境中產生的原子的排列變化而導致的晶格收縮 (latticecontraction)，由此提高對PWSCC的抵抗性。
[0030] 然后，在350°C~570°C的溫度范圍內，對本發明的合金690TT進行有序化處理而 制造合金690有序合金。在該過程中，可實施1次以上的有序化處理工序。另外，本發明所 使用的"合金690有序合金"這一術語是指，對合金690TT進行本發明的實施例的有序化處 理而生成的新的合金。
[0031] 圖2是制造本發明的第二實施例的提高了熱導率的合金690有序合金的工序圖。 如圖2所示，本發明的第二實施例包括如下步驟：1