钛合金曲面焊缝TIG焊接工艺研究

针对某钛合金曲面焊缝结构提出的高难度TIG焊接难题,分别开展了精确分区间、不同脉宽比、增设叠加脉冲电流等的对比焊接试验。采用尺寸检验、外观检验、金相检验等手段对曲面焊缝性能进行检验,最终确定了TIG焊接工艺。焊缝成形和熔合线长度均满足要求。该研究结果对高技术要求曲面焊接及其他特殊结构焊缝的焊接工艺研发具有重要的参考意义。     

再加工工艺对N18锆合金板残余应力的影响

采用“热轧+冷轧+退火”工艺对N18锆合金板进行再加工,通过X射线法分析板的表面残余应力,采用EBSD技术分析晶界取向差角分布和大小角度晶界。结果表明,热轧后N18锆合金板的表面残余应力呈现无规律分布状态;冷轧后板的表面残余应力均为压应力,其大小随着冷轧变形量的增加而增加;退火后板的表面残余应力值处于较低水平,当退火制度为500 ℃×2 h时,残余应力处于最低水平;退火后,板的微观结构以小角度晶界为主,且随着退火温度的升高,小角度晶界的密度先增加后趋于稳定。     

基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型

金属基弥散燃料元件在特殊工况下会发生表面起泡失效。燃料颗粒开裂是金属基体开裂的前提条件，只有当金属基体开裂后元件才会发生表面起泡。燃料颗粒开裂后，裂纹宽度和塑性区长度等裂纹特征决定了金属基体开裂行为。基于弹塑性断裂力学和应力平衡条件，建立了基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型。计算结果表明：裂纹张开位移随退火温度和燃耗深度的升高而增加；裂纹尖端塑性区长度主要与退火温度相关。裂纹张开位移和塑性区长度的计算结果与实验数据均符合较好，验证了金属基体裂纹特征模型的有效性。     

HT9钢的高温蠕变性能研究

以HT9钢为研究对象,进行了700和800℃不同应力水平下的拉伸蠕变试验,利用幂律关系拟合出应力指数n,利用M-G关系和修正M-G关系对蠕变数据进行拟合,并使用SEM、TEM和XRD观察了蠕变断裂后断口的微观组织以及研究其蠕变机理及损伤机制。结果表明,双对数坐标下,HT9钢的最小蠕变速率和蠕变断裂时间均与应力呈线性关系,满足M-G关系和修正M-G关系。应力指数n随着温度的升高而增大。蠕变过程中位错按照Orowan机制绕过第二相。断口具有明显的韧窝结构,部分出现第二相粒子粗化现象。HT9钢800℃蠕变过程中氧化现象比较明显,高温蠕变析出相主要是M23C6型化合物,且呈现出不同的形态,析出相大小差别显著。HT9钢的损伤机制有外截面积损失、材料微观组织劣化、环境损伤等,也可能存在内截面积损失。     

FeCrAl不锈钢包壳管挤压及退火工艺优化

利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和万能拉伸试验机等对FeCrAl合金包壳管挤压前后的微观组织、析出相及退火后的微观组织、析出相、再结晶及力学性能进行了研究。结果表明:Nb含量对FeCrAl合金中第二相的析出影响显著,高Nb含量下Laves相的析出温度和析出数量均大大提高;降低挤压温度有助于FeCrAl合金管坯中形成细小弥散第二相;随着退火温度升高,细小弥散相的析出数量呈现先增多后减少的趋势;在相同退火工艺下,800 ℃热挤压管坯的室温力学性能比950 ℃热挤压管坯的室温力学性能要更加优异。     

耐事故UO2基复合燃料芯块的研发进展

对先进耐事故燃料（ATF）芯块的研发背景进行了概述，重点讨论了耐事故UO₂基复合燃料芯块的国内外研究现状，认为UN、U₃Si₂和ThO₂等燃料相是耐事故UO₂基复合燃料芯块中最具发展潜力的掺杂相，然而其最佳添加量及分布状态尚需结合多尺度数值模拟和实验研究的方法开展深入探索。      

加Sn对AgInCd压缩蠕变行为影响

采用现有RDL-50型拉伸蠕变试验机,改装部分试验装置后研究Ag In Cd合金加Sn前后在300~400℃温度及12~30 MPa应力范围内的压缩蠕变行为。根据试验结果详细分析稳态速率与温度、应力的关系,计算应力指数n和蠕变激活能Qa;并根据透射电子显微镜结果探讨合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。加Sn后,Ag In Cd对应力敏感性更大,且在任一应力下激活能更高,其抗蠕变性能较好。根据计算,300、350、400℃条件下,加Sn与不加Sn合金的蠕变应力指数n分别为9.41、8.07、9.48和3.31、4.10、5.77;12、18、24 MPa条件下,加Sn与不加Sn合金的蠕变激活能Qa分别为147.9、126.9、149.9 k J/mol和68.1、103.7、131.6 k J/mol。微观形貌以层错为主,300℃的主要蠕变机制为孪生,400℃的主要蠕变机制为位错攀移生成位错墙。     

基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型

根据弥散燃料颗粒开裂后裂变气体的3种释放途径，分别建立了裂纹连通释放模型、气泡连通释放模型以及原子扩散释放模型，综合得到了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型，并采用该模型对裂变气体释放量进行了计算。结果表明:裂变气体释放量主要由裂纹连通释放途径贡献；燃耗深度越高，裂变气体释放量的增加速率会越大；随着退火温度的增加，裂变气体释放量迅速增加，而退火时间越长，裂变气体释放量的增加速率越低。通过裂变气体释放量模型计算得到的裂纹宽度与实验观察到的裂纹宽度符合较好，对比结果验证了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型的合理性。