CLAM钢的热变形行为及热加工图

利用Gleeble-3500热模拟试验机对中国低活化马氏体（CLAM）钢进行热模拟压缩试验，研究变形温度为950～1150 ℃、应变速率为0.01～5 s^-1和真应变为1.2条件下的热变形行为。建立了CLAM钢的本构方程，绘制了热加工图，并采用Leica-DMI5000M金相显微镜观察了CLAM钢在热加工稳定区和失稳区的变形条件下的微观组织。结果表明：在较高变形温度和较低应变速率条件下的主要变形机制是动态再结晶；在较低温度和较高应变速率下主要发生动态回复；应避免的失稳区存在于较低变形温度和较高应变速率区域。对比分析热加工图和变形后的组织得到最佳热加工工艺参数为变形温度955～1035 ℃、应变速率0.03～0.32 s^-1，在此条件下，功率耗散率大于36%。     

7AXX铝合金在热压缩状态下的流变行为

研究7AXX铝合金在热变形过程中的流变行为对于提高专用设备锻件综合性能、避免材料热开裂有重要意义。本文利用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度360～460 ℃、应变速率0.001～1 s^-1的条件下，对7AXX铝合金铸锭进行高温压缩实验，研究了热压缩状态下温度和应变速率对该合金流变行为的影响程度，拟合得到了含Zener-Hollomon参数的7AXX铝合金流变应力表达式，建立了基于双曲正弦关系的合金热变形本构方程及热加工图。结果显示，变形温度及应变速率对7AXX铝合金的流变行为有显著影响。合金的流变应力随温度的升高而降低，随应变速率的增加而增加。合金在热压缩过程中的应力指数为3.21，热激活能为137.31 kJ/mol。变形温度385～450 ℃、应变速率0.01～0.1 s^-1是适用于7AXX铝合金的热加工条件范围。     

Zr-Sn-Nb-Fe合金两相区流变行为与本构模型研究

为准确描述材料的高温流变行为，本文通过利用单向压缩试验对Zr-Sn-Nb-Fe合金在温度为650～800℃、应变速率为0.01～1 s^-1时的热变形行为进行研究，建立了Zr-Sn-Nb-Fe合金应变补偿型Arrhenius本构模型，并评估了该模型的预测能力。结果表明，Zr-Sn-Nb-Fe合金是一种对温度和应变速率较敏感的材料，其流变曲线呈现为动态再结晶型，流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用本文所建本构模型对Zr-Sn-Nb-Fe合金的流动应力进行预测，结果显示，各工艺参数下流动应力预测值与实验值均吻合良好，模型预测值与实验值的平均相对误差绝对值为4.77%,相关系数为0.988 3,表明模型的预测精度较高。     

稀土元素Gd对2308双相不锈钢热变形行为的影响

为解决含Gd双相不锈钢热加工不足问题,本文以含2%Gd的双相不锈钢为研究对象,在不同温度下开展热模拟压缩实验,研究含Gd双相不锈钢热变形行为及组织演变。利用Gleeble-1500D热模拟试验机对含Gd双相不锈钢进行变形量为50%的单道次热变形试验。根据真应力-真应变曲线计算了该合金的热变形激活能Q_d,建立本构方程。同时对热变形后的组织进行了分析,探究稀土元素Gd对含Gd双相不锈钢热变形行为的影响,结果表明,在热变形过程中,合金的动态软化机制主要为动态再结晶。合金包含两种含Gd析出相,即条带状的脆性析出相M₃Gd相和M₁₇Gd₂相（M=Fe、Cr、Ni）,均为六方结构。当变形温度为1 050 ℃时,脆性M3Gd相破坏了基体的连续性,无法与基体协同变形,降低了合金的热塑性,导致合金在热变形过程中出现沿晶开裂。含Gd双相不锈钢适宜的热加工工艺区间的应变速率为0.01~0.1 s^-1,变形温度为950~1 000 ℃。     

Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金热变形行为

应用Gleeble-1500热模拟机对Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金进行热压缩试验,研究该合金在600～980℃和应变速率0.001～50 s-1条件下的热变形行为.根据材料动态模型,计算并分析该合金的加工图.利用加工图确定了热变形的流变失稳区,并获得了试验参数范围内两个区域热变形过程的如下最佳工艺参数:热加工温度600～630℃,应变速率0.001 s-1;热加工温度高于980℃,应变速率1～10 s-1.     

磷酸二丁酯在2.0 mol/L HNO3介质中的水解动力学

通过红外光谱、气质联用和离子色谱等分析方法确定了磷酸二丁酯在后处理常见工况2.0 mol/L HNO₃下的反应产物主要为丁醇、丁酸、丙酸、磷酸一丁酯和磷酸根离子等。采用离子色谱定量分析测定了磷酸一丁酯和磷酸根离子的浓度与反应时间和温度的关系,计算了磷酸二丁酯水解反应的速率常数,并对测定数据进行了计算拟合。结果表明：在110~150 ℃范围内,磷酸二丁酯的水解速率随温度的升高呈指数增长,满足准一级反应动力学方程;110 ℃和150 ℃的一级水解速率常数分别为6.30×10^-3 s^-1和2.10×10^-1 s^-1,二级水解速率常数分别为3.10×10^-3 s^-1和1.98×10^-1 s^-1;一级水解反应的指前因子为9.38×10¹² s^-1,对应的活化能为111.0 kJ/mol,二级水解反应的指前因子为1.09×10¹⁶ s^-1,对应的活化能为135.2 kJ/mol。动力学计算值与实验值的误差在±9%以内。     

CLAM钢中氕氘的渗透与去除

低活化铁素体/马氏体钢（RAFM钢）是聚变堆产氚包层的优选结构材料。氢同位素在结构材料中的扩散渗透特性关系到产氚回收率、燃料循环及运行安全。本工作对国内研发RAFM钢之一的CLAM钢进行了气体驱动的氘渗透实验，得到573～873 K温度范围内氘的宏观溶解度S（mol/(m³•Pa^0.5)）为0.264exp(-22 447/RT)，扩散系数D（m²/s）为1.38×10^-7exp(-17 271/RT)，渗透率Φ（mol/(m•s•Pa^0.5)）为3.64×10^-8exp(-39 718/RT)。还进行了氕氘气体混合物的渗透实验，确认了渗透同位素效应；探索了钢中溶解氘的真空热释放去除。     

中国低活化马氏体钢室温和150℃下1/2CT断裂韧性实验研究

利用卸载柔度法参考ASTM E1820-11标准对聚变堆候选结构材料中国低活化马氏体(CLAM)钢在室温和1 50℃条件下的断裂韧性进行了测试分析,同时对断面进行了扫描电子显微镜(SEM)微观分析。结果显示,CLAM钢1/2CT样品在室温和1 50℃条件下测试的断裂韧性J_Q分别为287 kJ/m~2和256 kJ/m~2,在这两个测试温度下CLAM钢均表现出较高的断裂韧性,且随着测试温度的升高断裂韧性有所降低。断面SEM观察显示韧窝布满整个断面,裂纹稳定扩展区域为韧性断裂。     

低活化钢中MX相析出行为研究

研究了不同合金成分的低活化钢中MX（M＝Ta,X＝C、N）相在750℃下保温不同时间的转变行为,低活化钢中Ta的稳定析出相为TaC。经1050℃固溶处理后,平均尺寸约150nm的未溶TaC颗粒钉扎原奥氏体晶界和板条束界,阻碍晶界和板条束界的迁移。经750℃回火后,在晶界和晶内析出尺寸为15～45nm细小弥散的TaC相。低活化马氏体钢回火过程中回溶的Ta原子在随后的析出过程中在新位置形核,而不是在原TaC颗粒上形核长大,导致低活化马氏体钢中TaC有较小的长大速率。在回火初期,TaC在基体中共格析出,在长时间回火过程中,TaC以特定的原子面(200)_TaC、(111)_TaC析出、长大。     

低活化铁素体/马氏体钢CLF-1氢氘的渗透行为

低活化铁素体/马氏体钢（RAFM钢）作为聚变堆结构材料中最有前景的候选材料,其氢同位素渗透行为备受关注。采用氢同位素气相驱动渗透的方法,对中国低活化铁素体/马氏体钢CLF-1的氢同位素渗透行为进行了研究,研究了温度、气体压强、样品表面状态等因素对其渗透行为的影响。结果表明：氢、氘在RAFM CLF-1钢中渗透扩散过程为体扩散控制,渗透率与温度的关系式均遵循Arrhenius关系;在实验测试过程中,由于样品表面发生氧化现象和缺陷捕获造成H₂和D₂渗透实验中渗透通量出现下降的现象。     

Hot Deformation Behavior and Physically Based Constitutive Modeling of Low Activation Martensitic Steel

The hot-deformation behaviors of low activation martensitic steel were investigated in temperature range of 850-950 ℃ and strain rate range of 0.001-1 s^-1 by Gleeble-3500 thermal simulation machine. The constitutive equation was established and its predictive ability of flow behaviors was evaluated. Hot processing maps of low activation martensitic steel at different strains were established. The results show that the material exhibits the characteristics of dynamic recrystallization at higher deformation temperature and lower strain rate. The prediction results of constitutive equation are in good agreement with the experimental results. The optimal parameter combinations for hot processing at true strain of 0.4 and 0.6 are determined as the interval of temperature of 870-930 ℃ and strain rate of 0.001-0.01 s^-1, and the interval of temperature of 920-950 ℃ and strain rate of 0.3-0.1 s^-1, respectively.     

氨基羟基脲与Np(Ⅵ)的还原动力学

研究了氨基羟基脲(HSC)浓度、H~+浓度、NO_3~-浓度、Fe3+浓度、UO2+2浓度、反应温度对氨基羟基脲与Np(Ⅵ)还原反应速率的影响,获得了其动力学方程。实验结果表明:增加氨基羟基脲浓度和提高反应温度,降低H~+浓度和NO_3~-浓度,可以提高氨基羟基脲与Np(Ⅵ)还原速率;在UO2+2存在或Fe3+浓度小于1×10-3 mol/L时,对氨基羟基脲与Np(Ⅵ)的还原没有明显影响。氨基羟基脲还原Np(Ⅵ)的动力学方程式为:-dc(Np(Ⅵ))/dt=kc(Np(Ⅵ))c2.52(HSC)c-0.53(H+)c-0.61(NO_3~-),在4.00℃时k=(1 037±60)(mol/L)-1.40·s-1,活化能Ea=(64.03±6.4)kJ/mol。     

FeCrAl铁素体不锈钢在压水堆水化学偏离工况下的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸（SSRT）试验方法，研究了FeCrAl铁素体不锈钢在偏离压水堆正常工况下的应力腐蚀行为。结果表明，在含有微量Cu²⁺与Cl^-的高温水介质中，应变速率为2×10^-7s^-1时，FeCrAl铁素体不锈钢将发生显著的应力腐蚀开裂；其在含Cu²⁺和Cl^-的高温水介质中的应力腐蚀开裂主要由点蚀导致。     

252Cf随机脉冲源方法测量球形钚系统瞬发中子衰减常数

²⁵²Cf随机脉冲源方法由早期的重复脉冲源方法演变而来,是测量核系统瞬发中子衰减常数α的有效方法。采用该方法测量了钚球装配31 mm、29 mm厚钢反射层核系统的α,在有效信号和噪声的比例为1∶1的情况下,得到的瞬发中子衰减谱信噪比为7∶1,最小二乘拟合结果依次为2.25 μs^-1和3.00 μs^-1,拟合误差为±0.02 μs^-1。与Rossiα方法的测量结果进行了比较,两种测量方法的结果差异小于1.3%。     

Description of the flow behaviour of a high strength austenitic steel under biaxial loading by a constitutive equation

Uniaxial and biaxial tension-torsion tests were carried out on a high strength austenitic steel at room temperature in the strain rate range from 10⁻⁵ to 10² s⁻¹. This material shows a strong dependence of strength on strain rate. The yield loci of the combined tests are described by ellipses. The size and the shape of these ellipses are functions of strain and strain rate. The quasi-static and dynamic tension and tension-torsion behaviour of the austenitic steel is described by Perzyna's constitutive equation. There is good agreement between measured and calculated results if a yield criterion as a function of strain and strain rate, and a formula which contains the dependence of flow stress on strain rate based on thermal activation, are included.