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蒸汽发生器是压水堆核电站中一、二回路热量交换的关键设备，传热管是完成一、二回路热量交换并保证压力边界完整的重要部件，其可靠性直接影响着核电站的经济性、稳定性和安全性。在蒸汽发生器运行过程中，高温高压介质的流致振动，使传热管与支撑部件之间产生的微动磨损可导致管壁变薄，甚至破裂泄漏，使得放射性物质污染二回路介质，最终危及核电站的安全运行。目前，690合金已是核用蒸汽发生器第二、三代传热管的首选材料，材料的显微组织对其常温微动磨损性能的影响规律及微动磨损破坏机理可为改善蒸汽发生器传热管的微动磨损性能提供理论支持。
本文通过对690合金管进行固溶处理和特殊热处理(TT处理)，以改变其晶粒尺寸和晶界碳化物的形貌获得不同的显微组织，然后将具有不同显微组织的690合金管与405SS板进行微动磨损试验，获得相应的摩擦和磨损样品进行系统分析。应用三维非接触表面轮廓仪测量690合金管的磨痕三维表面形貌和体积，用扫描电镜观察磨痕形貌及其截面形貌，并用能谱仪测量690合金管磨痕的元素的分布。发现随着固溶处理温度升高和处理时间延长，晶粒尺寸增加，基体和晶界的显微硬度降低，磨损体积会增加；随着TT处理温度升高和处理时间延长，晶界碳化物的尺寸和间距都在增大，晶界碳化物尺寸增大会导致晶界显微硬度升高，磨损量降低；相反，晶界碳化物间距增大导致晶界显微硬度降低，磨损量会升高；与晶粒尺寸、晶界碳化物尺寸以及晶界碳化物间距相比，晶界显微硬度对磨损的影响很小；当TT处理温度为715℃处理时间为5h时，磨损量最小为2.85×107μm3；690合金管在微动磨损过程中会出现磨粒磨损、分层磨损和氧化磨损现象；磨痕表面的碳含量随着不同热处理方式的变化趋势与磨损体积的变化趋势一致；磨痕表面磨屑中氧元素与碳元素含量较磨痕其他区域高；磨损过程中对磨副间发生了元素转移。通过以上分析揭示了该微动磨损过程的损伤机理为：微动导致690合金管的亚表层产生塑性变形，从而导致晶界变形和生成交错孪晶界，随着塑性变形的程度增加，变形的晶界和孪晶界都会产生裂纹核，并且会扩展形成剥层，剥层脱落形成磨屑，从而导致微动磨损。相关研究结果可为优化690合金管显微组织进而改善微动磨损性能提供理论支持。
本文通过对690合金管进行固溶处理和特殊热处理(TT处理)，以改变其晶粒尺寸和晶界碳化物的形貌获得不同的显微组织，然后将具有不同显微组织的690合金管与405SS板进行微动磨损试验，获得相应的摩擦和磨损样品进行系统分析。应用三维非接触表面轮廓仪测量690合金管的磨痕三维表面形貌和体积，用扫描电镜观察磨痕形貌及其截面形貌，并用能谱仪测量690合金管磨痕的元素的分布。发现随着固溶处理温度升高和处理时间延长，晶粒尺寸增加，基体和晶界的显微硬度降低，磨损体积会增加；随着TT处理温度升高和处理时间延长，晶界碳化物的尺寸和间距都在增大，晶界碳化物尺寸增大会导致晶界显微硬度升高，磨损量降低；相反，晶界碳化物间距增大导致晶界显微硬度降低，磨损量会升高；与晶粒尺寸、晶界碳化物尺寸以及晶界碳化物间距相比，晶界显微硬度对磨损的影响很小；当TT处理温度为715℃处理时间为5h时，磨损量最小为2.85×107μm3；690合金管在微动磨损过程中会出现磨粒磨损、分层磨损和氧化磨损现象；磨痕表面的碳含量随着不同热处理方式的变化趋势与磨损体积的变化趋势一致；磨痕表面磨屑中氧元素与碳元素含量较磨痕其他区域高；磨损过程中对磨副间发生了元素转移。通过以上分析揭示了该微动磨损过程的损伤机理为：微动导致690合金管的亚表层产生塑性变形，从而导致晶界变形和生成交错孪晶界，随着塑性变形的程度增加，变形的晶界和孪晶界都会产生裂纹核，并且会扩展形成剥层，剥层脱落形成磨屑，从而导致微动磨损。相关研究结果可为优化690合金管显微组织进而改善微动磨损性能提供理论支持。