蒸汽发生器用690合金传热管的性能可靠性和质量稳定性是压水堆（pressurized water reactors,PWRs）核电站安全运行的重要保障,而碳化物析出控制是690合金传热管获得均质显微组织和良好力学性能与耐蚀性能的关键。本文以工程化量级3吨大尺寸690合金电渣锭的变形组织控制为背景,针对690合金在连续冷却过程中出现的枝晶状碳化物及其析出演化行为进行了系统研究,详细讨论了枝晶状碳化物的形成机理及其对合金晶界形貌、组织均匀性和耐蚀性能的影响,并提出大尺寸690合金铸锭中枝晶状碳化物的消除方法。主要结果如下:采用高温固溶加定速控冷至不同温度水淬的热处理方法,研究了 690合金在连续冷却过程中晶界碳化物的析出演化行为。固溶后降温时晶界碳化物首先在较高温度以棒状形核长大;当碳化物增大至一定尺寸后开始发生界面失稳,在表面形成枝晶臂结构;随温度继续降低,碳化物主干与枝晶臂持续生长并再次发生失稳,最终形成具有多次臂的发达枝晶状形貌。碳化物的界面稳定性主要取决于碳化物附近的晶界溶质浓度梯度,晶界溶质浓度梯度增大,过冷度增大,碳化物发生界面失稳的临界尺寸减小,枝晶状碳化物更容易形成。较高的固溶温度（＞1120℃）和适宜的冷速（2-10℃/min）能够增大冷却过程中的晶界溶质浓度梯度,促进枝晶状碳化物的析出。通过研究碳化物形貌对晶界形态的影响,澄清了连续冷却过程中锯齿晶界的形成机理。因M23C6晶界碳化物与两侧晶粒共格关系不同,碳化物在降温长大过程中向非共格一侧生长较快并消耗大量溶质元素,致使晶界两侧产生显著溶质浓度差异和空位梯度,进而驱动晶界迁移,诱发晶界弯向非共格一侧。枝晶状碳化物因具有多次分支,可导致更复杂的晶界形貌改变。采用慢拉伸应力腐蚀实验研究枝晶状碳化物对合金耐蚀性能的影响表明,枝晶状碳化物因尺寸粗大,在应力作用下易于开裂破碎,诱发晶界裂纹,增大了 690合金的应力开裂腐蚀倾向;通过研究690合金热变形过程,发现枝晶状碳化物在锻造时较难溶解,残留的未溶碳化物可在变形时被破碎形成碳化物条带,阻碍晶粒长大引发细晶带,显著影响合金的组织均匀性与耐蚀性能。为消除枝晶状碳化物对690合金组织性能的不良影响,本文采用高温锻造工艺消除了大尺寸合金锭中的枝晶状碳化物,避免了细晶带的形成。