具有钉扎效应的CTCP/Cr26复合材料制备及界面结构

以铸造碳化钨颗粒(Cast Tungsten Carbide Particle,CTCP)与还原铁粉为原料,采用松装烧结工艺制备具有蜂巢状结构的多孔陶瓷预制体;通过铸渗法制备了CTCP/Cr26铁基表层复合材料;采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针等手段分析了预制体和复合材料的显微组织。结果表明:高温烧结过程中还原铁粉中的Fe与CTCP中的W2C发生反应,在CTCP表面形成了烧结壳层,壳层内侧的物相组成为WC+Fe3W3C,壳层外侧的物相是Fe3W3C;壳层相互连接使预制体具有较高强度,铸渗过程中高强度的预制体能够抵抗高温液态金属的热冲击,从而保证了复合材料中预制体的蜂巢状结构;制备的复合材料中CTCp与金属基体的界面形成明显的过渡层,过渡层的物相组成为WC+Fe3W3C,过渡层的形成是烧结壳层在高温金属液中发生溶解与析出的结果。     

颗粒增强高铬铸铁基复合材料界面及摩擦学特性

以机械破碎的废弃钨钴钛类硬质合金为增强颗粒,采用负压铸渗工艺制备颗粒增强高铬铸铁基复合材料,通过金相显微镜和X射线衍射仪分析材料的显微结构和物相组成,利用销-盘式两体磨料磨损试验机研究该复合材料的耐磨性能,并将其与工程中常用的热处理态Cr20高铬铸铁材料进行对比.结果表明:由于在铸渗过程中增强颗粒的部分熔解以及W、C、Ti、Co、Fe、Cr等元素的互扩散,在界面处形成了含Fe、W、Co等元素的多种化合物,确保界面的冶金结合;该复合材料的耐磨性比热处理态Cr20高铬铸铁材料有显著提高,且当加载载荷从0.4 kg增大到2 kg时,复合材料的耐磨性表现得更为突出,相对耐磨性是热处理态高铬铸铁的3.5倍以上.     

压水堆核电厂稳压器波动管热分层分析关键技术探讨

压水堆核电厂稳压器波动管(以下简称“波动管”)存在冷热流体分层的现象，影响核电厂的安全运行。针对波动管热分层运行工况存在不确定性的问题，鲜有基于核电厂真实监测数据的分析研究；对于存在热分层的实际运行瞬态，尚缺乏有效的基于设计瞬态参数的包络方法；同时，对于疲劳损伤较为显著的情况，当前基于疲劳裂纹萌生准则的评定方法存在难以满足长寿期安全运行需求的问题。针对上述技术现状，通过调研国内外学者在波动管热分层研究方面的工作，对有限元数值仿真中的网格划分、材料性能设定、边界条件选择、热分层流动仿真和结构应力响应分析技术等内容进行了探讨。同时，对国内某大型压水堆核电厂真实的运行监测数据进行了分析，梳理了基于设计瞬态信息的疲劳损伤包络分析准则和采用疲劳裂纹扩展的损伤容限分析方法。     

WC-TiC-Co/Cr20复合材料的制备与界面特性

采用负压铸渗工艺研制具有颗粒增强耐磨复合层的高铬铸铁基复合材料,分别通过XRD、EDX等分析手段研究了复合材料界面的成分特点和物相组成。WC-TiC-Co增强颗粒均匀分布于复合层中,且基体与增强颗粒界面为冶金结合。由于增强颗粒的部分溶解以及W、C、Ti、Co、Fe、Cr等元素的互扩散,在复合材料界面区域形成了含有Fe、W、Co等元素的多种化合物。考察了所研制复合材料的耐磨性。     

17-4PH不锈钢热老化脆化的非线性超声检测评估

研究了400℃下,不同时效核电厂主蒸汽隔离阀备件阀杆的非线性超声和力学性能的变化规律。试验结果表明,在时效过程中,17-4PH不锈钢的冲击功降低,而布氏硬度、抗拉强度和屈服强度提高;硬度、拉伸性能与非线性超声表现出明显的关联性;非线性超声对时效过程中17-4PH不锈钢的显微组织变化敏感,可用来对17-4PH不锈钢进行无损评估表征。     

沉淀硬化马氏体不锈钢热老化脆化的热电势检测研究

研究了17-4PH沉淀硬化马氏体不锈钢在400℃下不同时效时间力学性能和热电势变化规律，提出了热电势和冲击韧性的经验公式，并通过在核电厂服役13 a的主蒸汽隔离阀阀杆进行验证。验证结果显示，随着时效时间的延长，材料的冲击韧性下降，屈服强度、抗拉强度和硬度升高，断面收缩率和断裂伸长率下降。材料的热电势变化与冲击韧性呈现指数相关性，材料的屈服强度、抗拉强度、硬度和热电势呈现出较好的线性关系。通过热电势检测评估的冲击韧性和实测值显示出较好的符合性。      

具有蜂窝型陶瓷芯板的复合材料的制备研究

研制了蜂窝型结构的陶瓷·芯板并采用普通铸渗工艺制备了具有蜂窝型陶瓷芯板复合层的高铬铸铁基复合材料.利用SEM对陶瓷芯板的表面形貌及成形原理进行了分析研究,测试了陶瓷芯板抗高温热冲击性能;通过金相显微镜、XRD等分析手段研究了复合材料界面结构及物相组成.蜂窝型陶瓷芯板在高温铁液的冲刷下完整保持了原有形貌,且基体与增强颗粒之间形成了良好的冶金结合.