重点实验室在52/52M镍基合金焊缝高温高压水环境疲劳研究方面取得了新进展

2020-04-23 17:59



      镍基合金52/152已广泛用于压水堆核电厂异种金属焊接接头,典型的如低合金钢和不锈钢或镍基合金之间的连接。然而,52/152合金填充的焊接接头易产生高温失塑裂纹(DDC)。DDC通常形成于0.5-0.8Tm(熔点)的温度范围,导致金属的延性陡降,可能会影响核电关键设备服役时的总寿命或可靠性,因此有必要系统研究镍基合金52/152的环境疲劳开裂敏感性。近期实验室在国家科技重大专项专题(2017ZX06002003-004-002 )的支持下,与国电投集团上海核工程研究设计院有限公司合作,运用自主研发的高温高压循环水环境疲劳模拟试验技术(ZL 201010240899. 6、ZL 2010 1 0240911. 3、ZL 2013 1 0554160. 6),依据中国核学会团体标准(T/CNS 4-2018),研究了焊接残余应变和DDC对国产52/52M异种合金焊缝(DMW)在高温高压B/Li水中的环境疲劳性能的影响。发现焊接残余应变和DDC主要分布在52b/52Mw界面区和52Mw中,尤其是随机高角晶界(RHABs)附近;国产52/52M DMW材料表现出确定的环境促进疲劳(EAF)效应;裂纹主要萌生于52b/52Mw的界面然后扩展进入52Mw,或萌生于52Mw然后扩展至52b/52Mw界面,焊接残余应变和DDC促进了高温高压水中疲劳裂纹的萌生;裂纹萌生和扩展既有穿晶模式也有沿晶模式,其中沿晶特征与承受较大残余应变的DDC裂纹和RHABs有关,降低了合金52/52M DMW在高温高压B/Li水环境中的疲劳寿命。相关研究结果已发表于:Journal of Materials Science & Technology, 42, 2020, 163-174。



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52/52M异种合金焊缝中的缺陷及在高温高压水中疲劳裂纹生长方式、疲劳裂纹萌生与扩展过程示意图






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