核电用316H不锈钢的蠕变性能评估

通过对核电用316H不锈钢的蠕变数据分析,利用速率温度参数模型拟合得出材料蠕变本构方程.根据相关统计检验方法,确定了材料的蠕变可靠度函数.结合Z'参数的数据分布,分别得出316H不锈钢蠕变应力-RTP参数-可靠度曲线和温度-容许应力-可靠度曲线.结合ASME的评价规范,确定了316H不锈钢在550?700℃下的容许应力...     

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。     

核级316NG奥氏体不锈钢在热老化条件下的析出相

通过热老化模拟试验、电解萃取试验和热力学计算方法(CALPHAD)研究了核级316NG奥氏体不锈钢在核环境下的析出相情况。结果表明,316NG奥氏体不锈钢在450℃老化100 h无析出相;老化500 h的主要析出相为Cr₂₃C₆;老化1000 h的主要析出相为Z-CrNbN、Cr₂₃C₆和Laves＿C14。然后,采用CALPHAD方法建立了316NG奥氏体不锈钢的热力学数据库,并以此数据库为基础,利用Thermo-Calc软件计算了316NG奥氏体不锈钢在450℃平衡状态下的析出相组成为Cr₂₃C₆、Z-CrNbN、Laves＿C14、Ni₃Si和MX,析出相总原子分数为3.5%,其中Ni₃Si和MX的含量很低(0.46%)。通过CALPHAD方法计算得到的析出相组成与450℃等温退火1000 h后的热老化试验结果符合得较好,从而获得关于316NG奥氏体不锈钢在长时间热老化条件下的析出相规律及组织成分的较为完善...     

镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固偏析行为

以NiCrMo-3合金熔敷金属为研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等研究了原始焊态与690 ℃保温8 h热处理态熔敷金属的耐腐蚀性能差异.结果表明,与焊态试样相比,热处理试样具有良好的耐晶间腐蚀性能,在HNO₃溶液中浸泡不同的时间发生了点蚀和晶间腐蚀;热处理态金属除了点蚀与晶间腐蚀还发生了部分枝晶间腐蚀行为.热处理后的试样由于NbC,Laves相数量及尺寸的增加导致腐蚀敏感性升高.析出相NbC,Laves相与基体的电位差导致在腐蚀介质作用下发生点蚀.晶界析出物导致Ni,Cr元素含量的降低,从而增加了熔敷金属晶间腐蚀敏感性.热处理后由于元素再分配导致枝晶间Nb,Mo等元素的富集和Ni,Cr等元素的贫化,引起枝晶间腐蚀.     

高Nb含量316LN不锈钢的时效析出行为北大核心CSCD

对高Nb含量的316LN奥氏体不锈钢,在650、750和800℃时效处理不同时间。通过定量金相,SEM、XRD及TEM等分析技术,分析了析出相随时效时间和温度的变化关系。结果表明:时效初期,析出相沿晶界呈颗粒状、短棒状析出,随时效时间延长析出相沿晶界呈链状析出,析出量不断增多,并逐渐向晶内生长,最终以不连续的片状布满整个晶面。750℃为时效敏感温度,该时效温度下,析出相的量最多,孕育时间最短。整个时效阶段,时效优先析出相为Z-Cr Nb N相,且作为氮化物的主要存在形式,而不是常见的ε-Cr2N相。316LN不锈钢中,Nb元素的添加,一定程度上抑制了ε-Cr2N相和Z-Cr23C6相的析出,加速了σ-FeCrMo相的析出。     

316H不锈钢动态再结晶动力学模型计算方法

采用热压缩实验对316H不锈钢在变形温度为800～1250℃、应变速率为0.001～0.1 s^-1条件下的动态再结晶行为及模型化进行了研究。结果表明,相同应变条件下,随着应变速率的升高和变形温度的降低,动态再结晶分数和再结晶晶粒尺寸均减小。应变达到最大值0.69时,lnZ<24的试样均发生了完全动态再结晶,其余试样均处于部分动态再结晶状态。通过分析动态再结晶演变规律,提出了取最大压缩应变处的再结晶分数值作为参考值来表征不同应力软化程度下的动态再结晶分数的计算方法,并取本实验真应变为0.69处的再结晶分数作为参考值,建立了316H不锈钢的再结晶分数模型。对比分析表明,该方法不仅可以获得更多用于建立动态再结晶分数模型的有效数据,而且所建立模型的精度也较高。     

挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金的蠕变性能研究

本文研究了挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金在不同温度(150-200 ℃)和应力(50-70 MPa)条件下100 h的蠕变行为,利用OM、TEM等手段观察了蠕变过程中的组织演变规律,并对蠕变机理进行了分析。研究结果表明,在本文试验条件下,合金表现出优异的蠕变性能,所有的蠕变曲线均呈现出减速蠕变和稳态蠕变两个阶段;在150 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率仅为6.48×10-11s-1 ,蠕变量为0.007%;在200 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率为4.26×10-9s-1,蠕变量为0.226%;温度较低时(150 ℃)主要为扩散蠕变控制机制,温度较高时(175 ℃、200 ℃)蠕变机制以位错蠕变为主。蠕变过程中晶内析出的β′相与镁基体具有一定的位相关系：(020)_β′∥_Mg,[001] _β′∥[0001]_Mg,阻碍位错运动,而晶界析出的β相可以钉扎晶界。二者协同作用,促进合金高温蠕变性能的提高。     

热处理对TiAl-Nb基合金组织与蠕变性能的影响

通过对铸态、固溶、固溶+实效处理后的TiAl-Nb合金进行蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了不同工艺对合金组织与蠕变性能的影响。结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织由层片状γ/α2两相组成,具有锯齿状不规则形态的晶界位于不同取向的层片状团簇之间,其晶界区域为单一γ相非层片状组织。经1320℃/0.5 h(油冷)+1250℃/8 h(炉冷)后,合金获得了规则、平直且均匀分布的层片状γ/α2两相组织,并消除了近晶界区域的非层片状γ单相,可明显提高合金的蠕变抗力。在800℃/200 MPa蠕变条件下,铸态合金的蠕变寿命是147 h,经固溶+时效处理后,合金的蠕变寿命提高到297 h,在施加800~840℃温度和200~240 MPa应力范围内,测定出热处理态合金在稳态蠕变期间的表观蠕变激活能为432 kJ/mol。在高温蠕变期间,铸态合金的蠕变应变主要发生在近晶界区域的非层片状单一γ相内;蠕变期间,固溶+时效态合金中的裂纹在与应力轴成45!角、且平行于层片状结构的晶界处萌生,并沿晶界扩展,是合金在蠕变期间的主要断裂机制。     

Inconel 690带极电渣堆焊熔敷金属力学性能

针对核电用Inconel 690镍基合金的研究现状,对熔敷金属的力学性能展开研究。采用金相显微镜观察Inconel 690镍基合金带极电渣堆焊熔敷金属组织、采用扫描电镜对熔敷金属拉伸断口进行研究。结果表明,熔敷金属中有大量析出相,主要沿枝晶间分布;随着熔敷金属中Mn,Nb含量的增加,析出相的数量和尺寸增加,拉伸断口中高温低塑性裂纹减少,熔敷金属中晶界滑移受到析出相的钉扎,台阶和韧窝交错分布;熔敷金属Mn,Nb元素能够增加材料塑性储备,显著提升对高温低塑性裂纹（DDC）的抵抗作用。     

时效制度对Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、拉伸性能、撕裂性能等性能测试和差示扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)等分析方法研究单级时效和多级断续时效对高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响.结果表明与T6态合金相比,多级断续时效处理在保持合金强度、硬度和电导率同时,显著提高合金的断裂韧性;160℃单级时效过程中,Ω和θ′相同时析出;断续时效第一级和第三级时效的主要析出相与单级时效的类似,第二级低温时效过程中,θ′相明显析出,未出现明显的Ω相析出特征.     

P110H钢的高温拉伸性能及断裂机理

根据热采井的服役温度,对P110H热采套管钢进行了高温拉伸试验,并对不同温度下的断口形貌进行了观察,分析了由于温度影响而引起的断裂机理变化。结果表明:随着温度的升高,P110H钢的屈服强度显著下降,而抗拉强度下降并不明显,屈强比随温度升高而降低。在高温的影响下,其断裂过程由微孔聚合诱发剪切扩展断裂的组合断裂过程转变为微孔聚合为主导的韧性断裂过程,其主要原因是由于高温使位错激活能增加,提高了材料的塑性变形能力。     

固溶处理对316H不锈钢中厚板晶粒度的影响

将300 mm厚316H不锈钢电渣锭锻造坯轧制成50 mm厚钢板,选取晶粒度为5、6、7和9级的原始晶粒,进行了1000 ℃固溶60 min和120 min、1050 ℃固溶30 min和60 min、1100 ℃固溶20、40和60 min。结果表明,获得晶粒均匀的完全再结晶热轧态组织是获得晶粒均匀固溶态组织的必要条件,热轧态混晶或者有部分再结晶的组织,通过固溶处理不能获得晶粒均匀的固溶态组织。热轧态晶粒均匀的钢板,通过合理匹配固溶温度与时间,晶粒能够均匀长大,厚度为20~50 mm的316H不锈钢中厚板合理的固溶制度为1050 ℃保温30~60 min,1100 ℃保温20~40 min,可根据热轧态组织及用户需求调整固溶时间获得理想的晶粒度级别。     

时效温度对Super304H钢组织和韧性的影响

通过对时效条件下Super304H钢的微观组织分析,研究了Super304H钢组织变化对韧性的影响。结果表明：Super304H钢在600～700℃的时效温度范围内,随温度升高组织中析出相数量不断增加,但不同析出相的数量增加趋势不同,Nb（C,N）的数量呈缓慢增加趋势,而M23C6的数量先快速增加然后增加幅度趋缓。随M23C6析出量增大,冲击功相应降低,因此M23C6沿晶析出应是Super304H钢时效脆化的主要原因。     

316LN不锈钢锻造开裂锻件组织与断口分析

针对核电主管道用钢316IN在锻造过程中开裂的现象,借助于金相显微镜(OA)、扫描电镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对开裂锻件常温组织以及拉伸断口进行分析.结果表明:脆性氧化铝的大量存在加大了316LN在锻造过程中开裂的倾向.     

Effect of artificial aging on the deformation behavior of an Al-1.01Mg-0.68Si-1.78Cu alloy

The influences of artificial aging on the microstructures and mechanical properties of an AI-1.01Mg-0.68Si-1.78Cu alloy were investigated.The detailed fracture surfaces,precipitates,and dislocation structures were also examined through scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM).The results show that the tensile strengths exhibit two peak values and reach saturated values with increasing aging time,while the elongation decreases sharply to the minimum value and changes slightly later.The deformation and fracture behaviors arc also closely related to the aging conditions.     

T-250马氏体时效钢的高温缓冷热脆性能

研究了T-250马氏体时效钢在高温缓冷条件下的冲击性能,对不同缓冷终止温度下试验钢的宏观和微观断口形貌进行观察分析,用扫描电镜观察晶界上的析出物并进行XRD物相分析。结果表明,T-250马氏体时效钢的冲击性能随缓冷终止温度的降低而下降,950℃为热脆敏感温度,此时冲击吸收功迅速下降;试验钢冲击断口的宏观和微观形貌变化规律一致,晶界析出物为Ti(C,N),随缓冷终止温度的降低在晶界上聚集,从而导致试验钢的热脆性。     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

钢丝杯锥状断口断裂机理

用金相和扫描电镜分析了钢丝杯锥状断口。结果表明,钢丝杯锥状断口形成机理主要是由于钢丝组织中存在夹杂物、组织疏松、碳偏析以及拉拔工艺不当,导致心部出现"V"型裂纹,沿"V"型裂纹断裂后形成杯锥状断口。