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实验室在四代核电用钢焊接材料方面取得了进展
作者:admin    科研成果来源:本站原创    点击数:223    更新时间:2017-6-14           

    低活化铁素体马氏体钢作为未来四代核电ADS散裂靶的候选结构材料,其相应的配套焊接材料鲜有研究。本实验室研究人员基于降碳提锰及微合金化思想设计了不同碳、锰和钛含量的9Cr2WVTa钢钨极氩弧焊焊丝,对其熔敷金属组织和力学性能进行表征。结果表明,9Cr2WVTa钢熔敷金属的典型微观组织由马氏体和δ铁素体组成。表层焊缝呈柱状晶结构,δ铁素体沿马氏体板条间呈条带状分布。中部焊缝经历多道次的焊接热循环作用,其焊缝原先的柱状晶结构被打碎,组织均匀并形成典型的等轴状结构。δ铁素体呈蠕虫状并沿着原奥氏体晶界分布,细化了组织。随着熔敷金属中钛含量的增加,富钛析出物颗粒从70~200nm增加到了1μm。当钛含量高达0.15wt.%时,富钛析出物颗粒从液相中直接析出。载荷作用下,裂纹在碳化物内部和碳化物/基体的界面处开裂。初生的块状富钛析出物颗粒是影响9Cr2WVTa钢熔敷金属综合力学性能的重要因素。熔敷金属中化学成分的变化会影响焊缝的凝固模式,因而改变熔敷金属中δ铁素体的含量。当熔敷金属中δ铁素体含量大于5.2vol.%时,冲击韧性显著降低。增加锰含量,CCT相图中的“牛鼻子”点将会向右下方移动,材料的淬透性提高,但高淬硬的马氏体也会恶化材料的冲击韧性。熔敷金属中中碳含量在0.10~0.16wt.%、锰含量在0.9~1.5wt.%、钛含量不大于0.08wt.%时,9Cr2WVTa钢熔敷金属具有较好的综合力学性能。上述工作已申请发明专利一项(201610450912.8),撰写科技论文两篇并发表在J. Nucl. Mater. 485, 169-180 (2017)以及J. Mater. Res. 10.1557/jmr.2017.20 (2017)。

 

9Cr2WVTa钢典型焊缝形貌:(a)宏观形貌,(b)表层焊缝,(c)中部焊缝

 

0.15wt.%钛含量下熔敷金属冲击断口纵剖面:(a)和(b)AW下碳化物开裂,(c)EDS面扫结果,(d)PWHT下碳化物开裂,(e)EDS能谱结果

 

 

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