Nb-1Zr与304不锈钢电子束熔钎焊界面微观组织研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-1Zr合金与304不锈钢电子束熔钎焊接头的反应相种类和界面结构。研究结果表明,接头界面生成了ε-(Fe₂Nb)和σ-(FeCr)两种反应相,形成了两个反应层。反应层Ⅰ是Fe₂Nb的疏松组织,反应层Ⅱ是Fe₂Nb与FeCr的双相片层柱状晶组织。反应层Ⅰ是接头脆化、产生裂纹的主要原因。接头的强度与扩散层厚度有关,当扩散层厚度为22μm时,接头试样的强度达到355MPa的最大值。     

不锈钢与铌合金电子束自钎焊焊缝的抗拉强度

不锈钢与铌合金的熔点、线膨胀系数、电磁性等相差很大,而且不锈钢元素在据中的溶解度很小,焊接时在焊缝内易形成一系列低熔点脆性化合物,影响焊缝的抗拉强度。本文对电子束自钎焊方法焊接的Nb-1Zr合金和1Cr18Ni9不锈钢焊接试样拉伸性能进行测试。     

Nb-1Zr与1Cr18Ni9电子束自钎焊形成的互扩散层的微观组织分析

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-1Zr合金与1Cr18Ni9不锈钢在电子束自钎焊过程中形成的互扩散层的微观组织形貌、析出相成分和结构。结果表明：在电子束自钎焊过程中，两种合金的合金元素在界面处产生强烈的相互扩散，形成互扩散过渡层，互扩散以Nb向不锈钢一侧扩散为主；扩散层金相组织主要由基体组织和条状析出物组成．条状析出物呈全片层状结构。通过对析出相选区衍射花样(SADP)分析，初步确定互扩散层的析出物为μ-Fe(Ni)2Nb0和α-FeCr金属间化合物,而基体组织则为四方结构的α-Fe(Ni，Cr，Nb，C)相。     

钎焊温度对304不锈钢板翅结构强度和微观组织的影响

对采用镍基钎料BNi-2的304不锈钢板翅结构进行真空钎焊试验,加工了304不锈钢板翅结构拉伸试样,进行拉伸试验.利用扫描电镜(SEM)对钎焊接头微观组织进行观察;利用能谱分析(EDS)对接头成分进行研究.讨论钎焊温度(T<,b>)对结构强度和微观组织的影响.研究结果表明,在1025～1100%之间,随着T<,b>升高,硼元素扩散充分,导致结构强度增大,且钎焊接头区域各相分布均匀,T<,b>=1100℃较为合适;当T<,b>较低时(1030℃),在接头区域生产的脆性相较多,结构的强度较低;当T<,b>升高到1100℃时,接头中间区域生成了完全的固溶体组织,且钎角区域的组织变得均匀.     

钛合金管板电子束焊接熔深控制工艺研究

针对(37)8 mm×1.5 mm的钛合金管板密排结构,采用电子束焊接方法进行焊接。通过采用高、低速对比焊接钛合金试板,解决了焊缝深宽比控制技术难题。通过采用电子束重复高速偏转圆扫描,解决了焊缝熔深大于2倍管壁厚的技术难题。试件按专用技术要求进行金相检测、超声波检测熔深、拉伸试验、晶间腐蚀试验、硬度测试等,各项性能均满足专用技术条件要求。     

NdFe10.5Mo1.5微观结构变温中子衍射研究

在室温和液氮温度（77 K）下,利用中子粉末衍射方法研究了NdFe_10.5Mo_1.5金属间化合物的晶体结构和磁结构。采用Rietveld峰形精修方法对衍射数据进行拟合。结果表明,NdFe_10.5Mo_1.5在77 K时晶胞参数a比室温时的大,晶胞参数c比室温时的小。NdFe_10.5Mo_1.5的热膨胀反常现象只用最近邻铁原子间距离和最近邻原子数来解释是不全面的,还应考虑Nd-Fe之间的相互作用,甚至是Nd-Nd间的相互作用。     

Nb-1Zr与316L不锈钢爆炸焊高温退火扩散层的显微组织分析

研究了Nb-1Zr合金与316L不锈钢爆炸焊在1 300 ℃退火后形成的互扩散层.该互扩散层宽度约为80 μm.用透射电子显微镜(TEM)分析观测到该扩散层中有大量针状析出相产生.经选区电子衍射(SADP)技术测定,析出相为亚稳定的ζ-(Nb, Ni)相,基体相为(Ni,Cr,Nb,C)Fe-α合金.     

含氧贮氢合金的研究现状

文章概述了含氧贮氢合金的研究现状,着重介绍了含氧贮氢合金及其氢化物的稳定性原则、组成、结构与性能关系,并对该类材料的研究趋势作了评述。简要介绍了本研究组在Zr3V3Ox 贮氢合金方面的研究工作。     

强流脉冲电子束辐照诱发的AISI 304奥氏体不锈钢中的空位簇缺陷

利用强流脉冲电子束技术对AISI 304奥氏体不锈钢进行辐照处理,采用透射电子显微镜详细地分析了辐照诱发的空位簇缺陷结构.1次辐照未产生空位簇缺陷结构;5、10次辐照后诱发大量的空位簇缺陷结构,缺陷尺寸通常小于10 nm,随辐照次数增加,缺陷簇数量明显增加,但尺寸增加不明显;小缺陷簇主要由空位型位错圈和少量的堆垛层错四面体(SFT,stacking fault tetrahedral)组成,SFT占整个缺陷簇的比例低于1%;少量的孔洞缺陷在孪晶片附近出现.10次辐照后,孪晶片前沿或附近形成大量的大尺寸SFT,其最大尺寸可达250 nm,这些大尺寸SFT的形成机制与小尺寸SFT的有所不同,通过1/3<111>位错攀移在孪晶片前沿和孪晶界上的台阶处形成的压杆位错核心吸收周围丰富的空位而长大可能是大尺寸SFT形成的原因.     

低熔点Ag-Al-Mn-Si合金钎料的钎焊工艺性能研究

设计并制备了3种成分的低熔点Ag-Al-Mn-Si合金钎料,参照有关的国家标准。评价了用其钎焊钛合金与不锈钢异种金属的钎焊工艺性能。结果表明：该系列钎料的液相线温度低于850℃,在钛合金上的铺展面积可达22．5cm^2,在不锈钢上的铺展面积可达13．2cm^2。钎料在钛合金和不锈钢异种金属间的慢流距离约80mm．钛合金／不锈钢异种金属钎缝的抗拉强度达到242MPa,剪切强度达到1．54MPa,接头断裂在钎料一不锈钢扩散层。微观分析表明：钎料中的铝有效地阻止了钛合金的溶解以及钛向不锈钢一侧的扩散,钎料中的硅、锰含量是造成不锈钢一侧钎缝中产生裂纹的主要原因;使用Ag-10Al-1Mn-0．5Si钎料可以实现钛合金与不锈钢的钎焊连接。     

几种钎料对钛合金/不锈钢钎焊接头的钎缝强度与界面的影响

采用4种成分的银基钎料制备了钛合金/不锈钢钎焊接头,用力学性能试验、金相试验、扫描电镜分析及电子探针分析方法,测量了钎缝强度,分析了断口形貌和钎缝界面组织.研究表明:不锈钢/Ag95CuNiLi/钛合金钎缝强度可达220 MPa,在不锈钢/Ag95CuNiLi扩散区形成了脆性相;不锈钢/Ag88Al10MnSi/钛合金钎缝强度为242 MPa,不锈钢/ Ag88Al10MnSi一侧的钎缝区易形成裂纹;不锈钢/Ag85Al8Sn/钛合金钎缝强度只有123 MPa;不锈钢/Ag85Al8SnNi/钛合金钎缝强度可达280 MPa,钎料与母材冶金结合较好.     

重复焊接对304不锈钢热影响区组织与性能的影响

采用自动钨极氩弧焊接（GTAW）工艺设计刚性约束坡口,制备了304不锈钢1次焊接和1~5次试样。采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）与电子背散射衍射（EBSD）技术对重复焊接试样的热影响区（HAZ）显微组织进行观察分析,并开展室温拉伸性能测试,研究重复焊接对显微组织与力学性能的影响。结果表明,重复焊接试样的HAZ显微组织主要由奥氏体和条状δ铁素体组成,随着重复焊接次数增加,HAZ奥氏体晶粒尺寸呈长大趋势,δ铁素体含量先减少后增加,组织择优取向由<101>转变为<111>,局域取向差逐渐增大;晶粒尺寸是影响抗拉强度和延伸率变化的主要原因,加工硬化致使试样屈服强度逐渐增加。      

核级304L不锈钢钎焊接头组织及耐腐蚀性能研究

核级304L不锈钢与BNi 7钎料真空钎焊接头存在晶间腐蚀行为,但工艺与钎缝耐腐蚀性能的关系尚未得到充分研究。为充分评估压水堆燃料组件结构件中不锈钢真空钎焊接头的晶间腐蚀和应力腐蚀敏感性,降低腐蚀失效风险,采用定量金相方法分析了钎缝中的化合物相含量,采用硫酸 硫酸铁法和双环动电位再活化（DL EPR）法评价了钎缝耐晶间腐蚀性能,并采用高温高压水应力腐蚀裂纹扩展试验评价了钎缝的耐应力腐蚀性能。结果表明,钎缝中化合物相含量越高,耐晶间腐蚀性能越好。且钎缝在高温高压水中存在明显的应力腐蚀开裂行为,但其与钎焊工艺的关系尚需进一步试验研究。     

不锈钢与铝合金材料之间密封用O形环性能分析

运用有限元分析软件,对不锈钢与铝合金法兰之间的O形环密封进行了分析。分析中考虑了材料的弹塑性变形。分析表明：对于5mm×0.5mm规格的预紧型不锈钢O形密封环,10%～20%的压缩量下的密封性能较佳,密封宽度0.2～0.3mm,接触压力80～120MPa,预紧比压100～130N/mm,这与O形环的设计压扁力120N/mm较为吻合。     

304L不锈钢代替321不锈钢的可行性研究

为了优选反应堆材料,本文对0Cr18Ni10Ti(321)和00cr19Ni10(304L)不锈钢的冶金性能、物理性能、力学性能、腐蚀性能、焊接性能、加工性能进行了对比分析.分析结果表明:304L不锈钢除了拉伸和蠕变强度比321不锈钢低一点外,其余性能在反应堆运行工况下比321不锈钢好.在反应堆中304L不锈钢可以替代的321不锈钢.     

超临界二氧化碳环境中600合金和304不锈钢的均匀腐蚀行为研究

为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金（600合金和304不锈钢）在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱仪和Ｘ射线衍射仪分析了氧化膜形貌、结构和化学成分。结果表明,两种材料的腐蚀增重均服从抛物线生长规律,其中600合金的耐腐蚀性能优于304不锈钢;腐蚀500 h后,600合金表面氧化物厚度约为5 μm,主要成分为NiCr₂O₄,结构致密,具有保护性,其氧化膜及基体中均未发现明显渗碳行为;腐蚀500 h后,304不锈钢表面氧化膜可达约45 μm,为双层结构,外层为Fe₃O₄,内层为NiFeCrO₄,结构疏松,发生显著渗碳现象。本研究揭示了上述材料在超临界二氧化碳中的腐蚀机理,为超临界二氧化碳核反应堆结构材料的选择提供了数据支持。      

Irradiation-Induced Deformation in Cold-Worked SUS 304 Stainless Steel

SUS 304 stainless steel has been used in the light-water reactors constructed in earlier days, in which irradiation-assisted stress corrosion cracking has drawn increasing attention and tensile residual stress is believed to be one of the major causes. It is, therefore, essential to assess its stress relaxation behavior under irradiation, which can be evaluated from the irradiation creep data, and the effect of cold work on it. Creep experiments under 17 MeV proton irradiation (2x10^?7 dpa/s) at 288°C were conducted for SUS 304 with 5% and 25% cold work (CW). Irradiation creep rate of 5%CW was only slightly larger than that of 25%CW. Stress dependence was almost quadratic in both specimens, in contrast with the linear dependence in cold-worked SUS 316L reported earlier. Stress relaxation under irradiation was found to reflect this quadratic dependence. Martensite is induced by cold-working in SUS 304, not in SUS 316L, and marked difference in its amount was found between 5%CW and 25%CW, despite the small difference in irradiation creep behavior. Thus, the observed quadratic dependence appears to result not directly from the induced martensite itself but from a climb-enabled glide of the tangled dislocations densely formed in the vicinity of martensite phase boundaries.     

Glow Discharge Plasma Nitriding of AISI 304 Stainless Steel

Glow discharge plasma nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel has been carried out for different processing time under optimum discharge conditions established by spectroscopic analysis. The treated samples were analysed by X-ray diffraction （XRD） to explore the changes induced in the crystallographic structure. The XRD pattern confirmed the formation of an expanded austenite phase （TN） owing to incorporation of nitrogen as an interstitial solid solution in the iron lattice. A Vickers microhardness tester was used to evaluate the surface hardness as a function of indentation depth （μm）. The results showed clear evidence of surface changes with substantial increase in surface hardness.