核电用SA-508Gr.3Cl.2钢配套埋弧焊焊接材料的研制

针对核电蒸汽发生器、稳压器等设备用SA-508Gr.3Cl.2钢配套埋弧焊焊接材料大部分依赖进口的现状,进行了SA-508Gr.3Cl.2钢配套埋弧焊焊丝、焊剂的研制工作。通过对有害杂质元素的有效控制,使得研制焊材的抗拉强度、冲击韧性等性能有了显著的提升,从而获得了优良的力学性能。结果表明,研制的低合金钢埋弧焊焊接材料具有良好的焊接工艺性能,电弧稳定性好,焊道成形美观,脱渣容易,且各项力学性能均满足产品要求。     

模拟焊后热处理对SA-508Gr.3 Cl.1钢力学性能的影响

研究了模拟焊后热处理对SA-508Gr.3 Cl.1钢力学性能的影响。结果表明,模拟焊后热处理会导致SA-508Gr.3 Cl.1调质钢强度的下降和冲击韧性的降低,即出现了回火脆性。分析结果表明:模拟焊后热处理后缓慢冷却的试样中发生了明显的P元素从晶粒内部向晶界偏聚的现象,这将弱化晶界,导致热处理后试样强度和冲击韧性降低。通过降低钢中的P、S、As等杂质元素含量和提高焊后热处理冷却速度可以消除这一不利影响。     

碳含量对SA-508Gr.3钢大锻件组织和性能的影响

研究了碳含量对SA-508 Gr.3钢大锻件的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着碳含量的增加,SA-508 Gr.3钢的贝氏体转变温度降低,M₃C碳化物析出量增加;室温和350 ℃抗拉强度提高,冲击性能先升高后降低,0 ℃冲击断口形貌由混合型断裂转变为韧窝断裂。为使SA-508 Gr.3钢获得较好的综合性能,碳含量应控制在0.19%~0.22%(质量分数)。     

厚壁SA-765 Gr3低温钢容器埋弧焊焊接技术的研究

通过一系列试验研究,制定出一套采用国产焊材应用到厚壁低温钢容器焊接制造的埋弧焊技术,极大地提高了生产效率。经产品应用验证,整个焊接接头性能满足低温使用要求。     

SA-204 Gr.C的焊接性能与金相组织

通过碳当量、冷裂纹敏感系数、热裂纹敏感系数和再热裂纹系数对SA-204 Gr.C进行焊接性分析,采用埋弧焊和焊条电弧焊对SA-204 Gr.C碳钼钢进行焊接。对焊接接头进行无损检测,未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷;对焊接接头进行横向拉伸、纵向拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验,结果均满足标准和项目要求;分析焊接接头的显微组织,焊缝组织为铁素体和贝氏体,热影响区为铁素体、贝氏体和珠光体。试验结果表明,采用合理的措施和焊接参数,使用埋弧焊和焊条电弧焊均能获得优异的焊接接头,并成功应用于产品焊接。     

焊接热影响区对SA508Gr.3钢落锤试验影响研究

探究了常规焊接方法和单道多层焊的预置裂纹源焊道热影响区（HAZ）对落锤试验的影响。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对落锤试样的组织和断口等进行了观察分析,对HAZ各区域的性能及其在落锤试验中所起的作用进行了分析。结果表明,落锤试验结果与热影响区的尺寸关系密切,随着HAZ尺寸的增加,无延性转变温度（NDTT）增加。HAZ的组织主要由马氏体和M-A组元等组成,采用单道多层焊接时,HAZ细晶区马氏体含量会增加,显著降低了HAZ的韧性。同时,单道多层焊接对于减小HAZ尺寸并无显著效果,导致采用单道多层焊接的预置裂纹源焊道落锤试样的NDTT增加。     

核电压力容器用SA-508-3-1钢的冶炼

针对核电压力容器用SA-508-3-1钢的组织与性能特点,分析出冶炼的难点,通过对冶炼工艺的深入研究,提出了采用EBT初炼—LF精炼—真空脱气—真空浇注的冶炼工艺方案,按该工艺方案成功冶炼浇注了核电SA-508-3-1钢锭。经过锻造及热处理等工序后,锻件性能达到核电压力容器锻件要求,并获得国家核安全局认证。     

SA-738M Gr.A调质钢的焊接

SA-738M Gr.A属中低温压力容器用经热处理的碳锰硅钢,供货状态为调质处理,C、Mn含量范围略宽,且含有一定量的Cr、Ni、Nb、V、Cu.其中Cr、V为强化元素,有利于提高强度,钢板经过淬火处理后可以保证其强度满足要求;Ni元素可以降低钢材的脆性转变温度,提高钢材的低温冲击韧性;Nb、V、Cu元素可细化晶粒,有利于提高韧塑性.结合SA-738M Gr.A调质钢的焊接特点及外缸体组件的结构特点,进行了SA-738M Gr.A调质钢的焊条电弧焊、埋孤焊的对接焊缝焊接工艺评定及产品的施焊,试验结果表明,各项技术指标均满足要求,证明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接及热处理工艺正确合理.     

核电站钢制安全壳SA-738 Gr.B的焊接工艺

介绍了SA-738 Gr.B焊接工艺研究所用的工艺评定标准和焊接工艺方法以及焊接材料选择等,然后介绍了工艺试验的目的、试验难点、试样制备及方法,最后分析了SA-738 Gr.B钢的横焊位置的工艺评定试验结果。结果表明,施工单位拟定的焊接工艺参数能够焊接出符合要求的焊接接头,拟定的焊接工艺正确可行。     

SA-266M Gr.4材料的研究

对SA-266M Gr.4材料的化学成分进行优化控制,针对性地制定了热处理工艺参数,并应用于实际生产。检验结果表明,该种材料各项性能指标均一次性合格。     

核电锻件用钢SA-508-3-1低温冲击性能不合格原因分析与对策

在开发核电堆芯材料SA-508-3-1锻件用钢的过程中,出现局部-20℃的夏氏V形缺口冲击功不合格的问题,且试样邻近部位的冲击值是它的3倍左右.通过对试件的化学成分、晶粒度以及非金属夹杂物的分析确定了Al2O3夹杂是导致-20℃低温冲击不合的主要原因,并提出了工艺改进的方法,保证了核电锻件的一次合格率.     

铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为研究进展

为减少大厚板5A06铝合金激光焊接缺陷,提高焊接过程稳定性,采用激光光束以一定方式运动的扫描焊接的新焊接方法,研究了激光束不同的运动轨迹、幅度、频率对铝合金激光深熔焊接焊缝气孔率的影响,并在焊接坡口设计优化基础上应用窄间隙扫描激光填丝焊接技术进行130 mm厚5A06铝合金焊接试验. 结果表明,采用圆形扫描方式,当激光光束的扫描幅度大于1 mm,扫描频率选择最高频率附近时,能够大幅降低焊缝气孔率;采用窄间隙激光扫描填丝的焊接方法,获得了焊缝平均气孔率1%,无侧壁未熔合、层间未熔合、裂纹等焊接缺陷的130 mm厚5A06铝合金优质焊接接头.     

SA-387Gr.91钢球形封头淬火裂纹分析

为提高表面硬度,使用淬火+回火对 SA-387Gr.91钢球形封头进行热处理,热处理后在封头内表面发现大量裂纹。对裂纹及附近母材的化学成分、显微组织、硬度、断口形貌进行分析。结果表明,裂纹为淬火裂纹。淬火裂纹与原材料化学成分及冶金质量无关。封头母材的原始奥氏体晶粒粗大,显微硬度超过标准值。基于试验分析认为裂纹的产生主要与热冲压温度偏高造成的晶粒粗大及冷却介质选取不当造成的冷速过快有关。在采取了降低冲压温度,淬火冷却方式由水冷改为强制风冷,降低回火温度等改进措施后,封头未出现淬火裂纹,表面硬度达到了预期的要求。     

特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的组织控制

对特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的CCT曲线进行测定,模拟计算不同厚度下SA387Gr.22Cl.2钢板厚度1/2处的冷却速度,确定形成贝氏体组织最小冷却速率(临界冷却速度)。结果表明,形成贝氏体组织最小冷却速率为1℃/s及正火空冷临界厚度为50 mm,板厚超过200 mm时临界冷却强度急剧增加,心部会出现铁素体且含量2%内多边形铁素体,对力学性能没有显著的影响。     

SA517 Gr.B焊接工艺

采用E11018-G和E12018-G两种不同强度的焊材,对SA517Gr.B高强钢进行焊接工艺试验研究,进行拉伸试验、侧弯试验和冲击弯试验。结果表明,E11018-G和E12018-G焊接材料均能够满足SA517Gr.B钢材的焊接技术要求,采用E11018-G可有效降低接头焊接应力,降低焊缝裂纹敏感性,提高焊缝质量稳定性。     

厚壁Gr.3钛管轧制工艺研究

设计了两种氧含量的Gr.3管材,并按照Gr.3厚壁钛管的变形工艺,截取各道次加工过程中管材的变形锥体,依据一定的规律截取锥体上不同部位的断面,检测断面的显微硬度并得到不同氧含量管材的硬度在整个变形过程中的分布曲线,对照各个部位的显微组织,分析了硬度分布曲线与轧制变形过程之间的规律及相互关系,发现当变形量在10％～20％以下时,断面上的硬度有较大差异,氧含量越低,该现象越明显;氧含量的提高加大了断面上沿壁厚方向变形的不均匀影响,厚壁Gr.3管材在变形过程中,其变形量应大于35％,送进量宜小,曲线尤其是内孔曲线平缓对管材质量的提高有帮助.