反应堆压力容器用SA508Gr.4N钢的热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为1050~1250℃、应变速率为0.001~0.1s-1、真应变量0.16的条件下,研究和分析SA508Gr.4N钢高温塑性变形及动态再结晶行为。结果表明:SA508Gr.4N钢的高温真应力-应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,属于温度和应变速率敏感材料;在真应力-应变曲线的基础上,建立材料热变形本构方程,较好地表征了材料高温流变特征,其热激活能为383.862kJ/mol;其硬化率-应力(θ-σ)曲线均呈现拐点且-dθ/dσ-σ曲线出现极小值;临界应变随应变速率的增大与变形温度的降低而增加,且临界应变(εc)与峰值应变(εp)之间具有一定相关性,即εc/εp=0.517;临界应变与Z参数之间的函数关系为εc=8.57×10-4 Z0.148。     

SA508Gr.4N钢热变形过程微观组织演变及流变应力模型

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究Ni-Cr-Mo系低合金SA508Gr.4N钢在变形温度为850~1200℃,应变速率为0.001~1 s^-1,真应变为0.9条件下的等温热变形行为,建立包含动态回复和动态再结晶的基于物象的流变应力模型与动态再结晶晶粒尺寸模型,并提出避免粗大晶粒组织遗传性的适宜锻造工艺。结果表明:随着变形温度的升高,应变速率的降低,动态再结晶体积分数和晶粒尺寸逐渐增加;SA508Gr.4N钢的真应力-真应变曲线具有明显的不连续动态再结晶现象;通过实验值和模型预测值对比可得流变应力模型的相关系数(R)及平均相对误差(MRE)分别为0.998和4.76%,动态再结晶晶粒尺寸模型的相关系数(R)及平均相对误差(MRE)分别为0.991和8.69%,两个模型均具有较高的准确性。     

SA508 Gr.3 Cl.1钢的疲劳和高温拉伸性能

测试和分析SA508Gr.3Cl.1钢在20~600℃范围内的拉伸性能与室温下的疲劳性能。结果表明:SA508Gr.3Cl.1钢由上贝氏体和碳化物组成,晶粒度为8.0级。钢基体中分布着粗系、moy级别为1.0级的D类球状氧化物,约占钢基体的0.0325%(体积分数)。钢基体中分布着大量平行与缠结的位错,除了大量碳化物颗粒外,还分布着底心正交晶体结构的Al6(Fe,Mn)析出相。钢的屈服强度、抗拉强度随温度的升高而降低,伸长率保持在20.2%~29.1%范围内,断面收缩率在20~300℃之间相对稳定,约为70%;而在300℃后明显升高,600℃的相应值达到90.2%。拉伸导致了钢基体的显微硬度升高,但其增加值随温度的升高而降低,600℃时为225HV。XRD分析表明拉伸并没有导致钢发生明显的相变。拉伸性能满足大型先进压水堆AP1000等堆内构件的性能要求。疲劳实验表明,在室温下钢的疲劳极限σ-1=268.64MPa,J_(ΙC)=331.2kJ/m~2,KIC=269.07MPa·m~(1/2)。     

SA-508 Gr.3钢动态应变时效的研究进展

SA-508Gr.3钢凭借良好的力学性能,被广泛应用于压水堆核电站核岛设备上。本文综述了动态应变时效对SA-508Gr.3钢微观组织、断裂韧性和应力腐蚀敏感性的影响,总结了动态应变时效发生的机理,提出了SA-508Gr.3钢动态应变时效研究存在的问题及解决思路。     

低碳齿轮钢18CrNiMo7-6奥氏体晶粒度长大规律

利用金相实验法研究了低碳齿轮钢18CrNiMo7-6在不同加热条件下奥氏体晶粒的长大行为,建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型,并利用时间指数对模型进行了优化.结果表明:在1173～1373 K范围内,奥氏体晶粒平均尺寸随着温度的升高及时间的延长而增大,并且对温度的敏感性高于对时间的敏感性,显著粗化温度为1273 K;建立了Arrhenius奥氏体晶粒长大模型D=2.223×106exp[-132086/(RT)]tn,其中激活能Q=132.086 kJ/mol;时间指数n随温度的变化近似服从S型函数,并建立了相关的数学方程式n=0.0775+0.2317/(1+10(1326.73-T)×0.0235),用该方程式对考虑合金元素的Arrhenius方程中的时间指数进行了优化,将优化后由该模型得到的奥氏体晶粒平均尺寸的计算值与实测值进行了对比,结果显示其吻合性较未优化前的模型更好.     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的奥氏体晶粒长大规律研究

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火时在不同的奥氏体化温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律.结果表明:在1000～1150℃加热时,试验钢奥氏体的平均晶粒尺寸D-随加热温度T的升高而增大,且二者间的定量关系近似服从Arrhenius关系,合适的奥氏体化温度应选在1000℃左右;该钢在1050℃等温加热时,奥氏体晶粒随保温时间的延长近似呈抛物线关系长大,等温长大指数η接近1/2.     

30Cr2Ni4MoV钢铸态加热过程中奥氏体晶粒的长大行为

采用KBF1400箱式电阻炉模拟大锻件的实际加热速度,研究了30Cr2Ni4MoV钢铸态组织在重新加热过程中奥氏体晶粒的长大行为。结果表明:保温时间一定,奥氏体的平均晶粒尺寸随着温度的升高呈指数增大;加热温度一定,奥氏体的平均晶粒尺寸随着保温时间的延长呈近似抛物线变化;当温度升高到1100℃时晶粒急剧长大;得到了描述30Cr2Ni4MoV铸态组织在加热过程中奥氏体的平均晶粒尺寸与保温时间关系的Beck方程,并建立了在等温条件及非等温条件下的晶粒长大模型。     

锅炉压力容器用SA515Gr70钢的组织与性能研究

通过钢的成分的设计，研制了一种用于制造锅炉汽包和压力容器的奥氏体粗晶粒钢，这种钢经一定热处理后，可获得高强度高韧性的使用要求。     

齿轮钢20CrMoNb奥氏体晶粒尺寸及相变行为

在Gleeble1500热模拟试验机上对20CrMoNb齿轮钢进行了不同温度处理以及连续冷却相变实验,使用光学显微镜、透射电子显微镜以及膨胀曲线方法研究了齿轮钢20CrMoNb加热时奥氏体晶粒尺寸变化及连续冷却相变行为.实验结果表明,加热温度在1050℃以下时,奥氏体晶粒细小;超过此温度,NbC粒子数量因溶解而大大降低,对晶界的钉扎作用消失,奥氏体晶粒急剧粗化.20CrMoNb齿轮钢含有一定量的Mo、Nb元素,奥氏体比较稳定,出现先共析铁素体与珠光体的冷速很小.     

核电设备用SA738Gr.B复合钢板的爆炸焊接试验研究

为了开发高强核电压力容器用复合钢板,实现核电设备压力容器关键部件国产化,对核电设备用SA738Gr.B复合钢板的爆炸焊接和热处理工艺进行了研究,通过试验验证了爆炸焊接理论参数的正确性,对爆炸焊接后的核电设备用SA738Gr.B复合钢板提出了合理的正火和回火工艺,从而实现了核电设备用SA738Gr.B复合钢板各项力学指标...     

The growth behavior of austenite grain in the heating process of 300M steel

The 300M steel was heated in an electric furnace at the temperatures of 850, 900, 950, 1000, 1050 °C, and holding time of 5, 10, 30, 60, 90, 120 min. The grain size of austenite was measured by using the linear intercept method on Olympus PMG3 metallographic microscope. The experimental results show that grain size of austenite increases with the increasing of heating temperature and holding time, and the grain growth model of austenite in 300M steel is in the following: d = 4.04 × 10⁶t^0.17exp( − (1.32 × 10⁵/RT)).     

Results of a Japanese round robin program for creep crack growth using Gr.92 steel welds

High-Cr ferritic heat-resistant steels are commonly used for boiler components in ultra-super critical thermal power plants operated at about 600 °C. In the welded joints of these steels, Type-IV cracks initiate in the fine-grained HAZ during long-term use at high temperatures, causing their creep strength to decrease. To assist the standardization of the testing and evaluation method for creep crack growth (CCG) in the welded components, we conducted round robin tests (RRT) using 9Cr-0.5Mo-1.8 W-V-Nb steel (ASME Grade 92 steel) welded joint as part of the VAMAS TWA31 collaboration. The CCG tests were carried out using the CT specimen and the circumferentially-notched round bar specimen for both the base metal and welded joint of Gr.92 steel. Testing was performed at four different laboratories. The effects of specimen configuration, temperature, load, and stress triaxiality conditions on the crack growth rate and fracture life were investigated.     

核电承压设备用钢SA738Gr．B焊接性能试验研究

本文通过对SA738Gr．B钢焊接冷裂纹敏感性试验、手工焊和埋弧焊焊接试验,分析了钢板焊接冷裂纹敏感性和焊接接头的综合力学性能及显微组织,结果表明武钢SA738Gr．B钢具有优异的焊接性能,能够满足我国极寒地区核电站用钢要求。     

The effect of micro alloying elements (vanadium,titanium) additions on the austenite grain growth behavior in medium carbon steel containing nitrogen

The austenite grain growth behavior of microalloying elements free steel (nitrogen steel) and micro alloyed steel (V−N steel and V−Ti−N steel) was investigated. The equilibrium dissolving behavior of precipitates was calculated by thermodynamic software and the morphology was observed by tunneling electron microscope. Moreover, grain growth kinetics was analyzed through theoretical calculation. Results show that the austenite grain size of V−N steel and V−Ti−N steel are significantly refined by the undissolved precipitates compared to nitrogen steel. Due to higher dissolving temperature of (vanadium, titanium)(carbon, nitrogen), the austenite grain of V−Ti−N steel keeps fine and increases slowly from 900 °C to 1250 °C. The difference of activation energy between V−N steel and V−Ti−N steel was supposed to come from the effect of different kinds of precipitates on the austenite grain growth. Compared to the vanadium rich (vanadium, titanium)(carbon, nitrogen), the titanium rich (vanadium, titanium)(carbon, nitrogen) is larger and more stable in view of its existence at higher temperature. The decrease of pinning forces can be attributed to the decrease of volume fraction and increase of radius of (vanadium, titanium)(carbon, nitrogen). Compared with critical grain sizes, the larger experimental grain sizes lead to grain growth from 900 °C to 1250 °C.     

冷变形对IF钢晶界特征分布及连通性的影响

为了研究冷轧工艺对IF钢显微组织的影响.本文借助电子背散射衍射技术,研究了20%到75%冷轧压下率的IF钢退火后的微观结构、晶界特征分布和晶界连通性.结果表明:随着冷轧压下率的增加,冷轧态晶粒逐渐由等轴状变为纤维状,退火态晶粒逐渐细化并变得均匀,小角晶界的出现频率呈下降趋势;随机晶界的出现频率呈明显上升趋势,且随机晶界占绝对优势;而CSL晶界在冷轧压下率40%以下时,变化较小,40%以上时,含量明显增加.大变形量轧制后的IF钢CSL晶界主要由Σ3晶界组成,而小变形量轧制后主要是Σ3和Σ13b晶界.对于75%压下率,还含有较多的Σ7,Σ9和Σ11等CSL晶界.通过增加冷轧压下率,0-CSL三叉晶界的含量减少,1-CSL三叉晶界的含量增加.因此,通过改变冷轧工艺,可以优化IF钢板的晶界特征分布及连通性.